Манометры для измерения давления газа типы, особенности конструкции и действия измерителей


Содержание страницы:

Манометры для измерения давления газа: типы, особенности конструкции и действия измерителей

Манометр – это специальный прибор, который используется для измерения уровня давления газа и жидкости. Существуют различные виды манометров, которые отличаются друг от друга конструкцией и типами чувствительного элемента, который входит в структуру прибора: поршневые, пружинные и деформационные манометры; а также приборы отличаются своим целевым назначением и местом использования.

Виды манометров:

  • Манометр абсолютный – измеряет абсолютное давление и вакуум;
  • Манометр, определяющий избыточное давление – определяет отличие давления внутри системы от атмосферного;
  • Барометр – измеряет атмосферное давление;
  • Вакуумметр – используется в вакуумной технике и определяет давление, равное нулю.

Конструкция прибора

Принцип работы измерительного прибора основывается на уравновешивании давления, которое определяется силой упругости пружины трубчатого типа, деформирующейся под действием определяемого уровня давления. Манометр является незаменимым прибором, который используется в системах, когда необходимо постоянно контролировать уровень давления.

Отрасли применения манометров:

  • теплоэнергетика;
  • нефтехимическая промышленность;
  • химическая промышленность;
  • пищевая отрасль;
  • машиностроение и многие другие отрасли.

Применение манометров в зависимости от их типа.

  • манометр общетехнического типа используется для измерения давления не агрессивных газов, жидкостей и сплавов, которые не вступают в химические реакции со сплавами меди;
  • электроконтактные манометры – включают в структуру 2 контакта, которые реагируют на минимальный и максимальный уровень давления;
  • специальные манометры – предназначены для какой-либо определенной среды (кислородные, ацетиленовые, аммиачные и другие);
  • железнодорожные – используется в ж/д транспорте;
  • самопишущие – имеют специальный механизм, фиксирующий показатели.

В каталоге компании «Инвестстрой» вы можете выбрать манометры избыточного давления, которые определяют уровень давления (абсолютный показатель разности между барометрическим и абсолютным давлением) в приделах 0,06 – 1000 МПа. Вы можете ознакомиться с важными техническими характеристиками измерительных приборов и оформить заказ, не покидая дома. На приборы предоставляет гарантийный срок 18 месяцев.

Приобретая манометр в компании «Инвестстрой» Вы приобретаете надежного партнера, нацеленного на длительное и взаимовыгодное сотрудничество.

Манометры — типы и классификация

Измерение давления широко используется во многих технологических процессах. Этот вид измерений необходим для безопасной работы установок, учёта расхода жидкостей и т.д. Современные приборы измерения давления обеспечивают точное определение давления в различных средах, в том числе агрессивных.

Один из самых известных и распространённых приборов для измерения давления – манометр. В общем случае манометр – это измерительный прибор или установка для измерения давления или разности давлений. Его характеризуют класс точности 0,2; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 (меньше – точнее) и пределы измерения. В зависимости от вида давления, которое измеряет манометр, различают:

— манометры абсолютного давления измеряют абсолютное давление, т.е. которое отсчитывается от абсолютного нуля;

— манометры положительного избыточного давления измеряют избыточное давление;

— вакуумметры измеряют давление существенно ниже атмосферного (вакууметрическое). Используются такие манометры в вакуумной технике для измерения давления в разреженных средах;

— барометры измеряют атмосферное давление;
— дифференциальные манометры (дифманометры) измеряют разность давлений;
— мановакуумметры измеряют положительное и отрицательное избыточное давление;
— микроманометры измеряют разницу давлений, значения которых близки между собой.

Выделяют следующие виды манометров:

— Общетехнические, общепромышленные, рабочие манометры

Самая обширная и востребованная категория манометров. Манометры общетехнические измеряют избыточное и вакуумметрическое давление неагрессивных и некристаллизующихся жидкостей, газов и пара. Эти приборы устойчивы к воздействию вибраций, возникающих при работе промышленного оборудования. Классы точности 1; 1,5; 2,5. К общетехническим относятся манометры котловые для работы в системах теплоснабжения. В группу общетехнических манометров входят также манометры цифровые, отображающие результаты измерений на цифровом табло, имеющие цифровые и токовые выходы. Применяются в производственных процессах, теплоэнергетике, при транспортировании жидкостей и газов, в механизированных установках.

— Образцовые манометры

Манометры образцовые используются для поверки измерительных приборов и измерения избыточного давления жидкостей и газов с повышенной точностью. Они имеют высокий класс точности: грузопоршневые манометры — 0,05; 0,2; пружинные манометры — 0,16; 0,25; 0,4. Высокая точность измерения давления достигается за счёт конструктивных особенностей и поверхности зубчатого зацепления в передаточном механизме с особо чистой обработкой.

— Электроконтактные манометры

Манометры электроконтактные используются для контроля и сигнализирования о пороговых значениях давлений. Манометры данного вида измеряют избыточное и вакуумметрическое давление неагрессивных и некристаллизующихся жидкостей, газов и пара и дискретно управляют внешними электрическими цепями при превышении порогового значения. Коммутирование управляющего механизма выполняется стандартной контактной группой либо оптопарой. Промышленностью выпускаются манометры электроконтактные взрывозащищённые.

— Специальные манометры

Специальные манометры предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления газов (аммиака, кислорода, ацетилена, водорода). Применяются в различных отраслях промышленности и техники. Специальный манометр измеряет давление только одного вида газа. Для различения манометров на их шкале указывается название газа, корпус окрашивается в определённый цвет, в обозначении манометров используется соответствующая литера. Например, манометры аммиачные имеют корпус жёлтого цвета, коррозионостойкое исполнение, в обозначении есть буква А. Классы точности такие же, как у манометров общетехнических.

— Самопишущие манометры

Манометры самопишущие измеряют и непрерывно записывают на диаграммной бумаге измеряемое давление (от одного до трёх значений одновременно). Предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления неагрессивных сред. Используются в промышленности, энергетике.

— Судовые манометры

Манометры судовые измеряют избыточное и вакуумметрическое давление жидкостей (дизельное топливо, масло, вода), водяного пара и газов. Имеют повышенную влагопылезащиту, виброустойчивость, устойчивы к климатическим воздействиям. Используются на речном и морском транспорте.

— Железнодорожные манометры

Манометры железнодорожные измеряют избыточное и вакуумметрическое давление сред (вода, топливо, масло, воздух, хладоны) в системах и установках подвижного состава рельсового электротранспорта.

В отличии от манометров, датчики и преобразователи давления не измеряют, а преобразовывают давление в сигнал другого вида (унифицированный электрический, пневматический, цифровой). Для преобразования используются различные методы (ёмкостный, резистивный, резонансный и т.д.) Датчики измеряют избыточное, вакуумное, абсолютное и дифференциальное давление, давление-разрежения, гидростатическое.

Датчики (преобразователи) давления характеризуются пределами измерений, частотным диапазоном, точностью измерений, массогабаритными показателями. Датчики давления ДМ5007 выпускаются с цифровым индикатором, в искро- и взрывобезопасном исполнении. Они имеют высокую надёжность, чувствительность и обеспечивают высокую точность измерений.

Преобразователи давления серии Сапфир-22МПС имеют встроенный цифровой индикатор, унифицированный электронный блок. Для измерения давления используется тензопреобразователь, сопротивление которого изменяется при деформации чувствительного элемента от воздействия измеряемого давления. Электрический сигнал от тензопреобразователя передаётся в электронный преобразователь и далее на выходе в виде унифицированного токового сигнала. Система термокомпенсации и микропроцессорной обработки сигнала, применённые в Сапфир-22МПС, повысили точность измерений, упрощают установку «нуля», «диапазона измерения» и установку пределов измерений внутри поддиапазонов.

Преобразователи давления широко применяются в системах автоматики и управления технологическими процессами, на объектах нефтяной, газовой, химической промышленности и атомной энергетики.

Работа манометрического термометра основана на зависимости между температурой и давлением среды (жидкости, газа) в замкнутой термосистеме. Манометрические термометры используют в технологических процессах для измерения температуры жидкостей и газов.

В зависимости от типа рабочего тела (конденсат или газ) манометрические термометры делят на конденсационные и газовые. Термометры конденсационного типа маркируются ТКП, например, ТКП-160Сг-М2.

Электроконтактные манометрические термометры имеют сигнальные стрелки, задающие верхний и нижний пороги срабатывания. При достижении температуры любого из порогов, происходит замыкание или размыкание электроконтактной (сигнальной) группы. Данная особенность, позволяющая сигнализировать о предельной температуре в системе, позволила назвать термометры этого типа электроконтактными или сигнализирующими. К ним относится манометрический термометр ТКП-100Эк.

Что такое манометр? Манометр для измерения давления

Часто при решении задач в области физики приходится сталкиваться с такими приборами, как манометры. Но что такое манометр, как он работает и какие виды бывают? Об этом и поговорим сегодня.

Что такие манометр?

Данный прибор предназначен для измерения избыточного давления. Однако давление может быть разным, а потому и разные манометры существуют. Например, для измерения атмосферного давления применяются вакуумметры, для определения разности давлений используются дифференциальные манометры. Но в любом случае измеряют они только давление.

Невозможно сейчас описывать все области применения этих приборов, ведь их очень много. Они могут использоваться в автомобилестроении, в сельском хозяйстве, коммунальном и жилищном хозяйстве, в любом механическом транспорте, металлургической промышленности и т.д. В зависимости от предназначения, существуют разные виды данных измерителей, но суть их всегда сводится к одному — к измерению давления.

Также эти приборы делятся на разные группы в зависимости по принципу измерения. Теперь, когда более-менее понятно, что такое манометр, можно переходить к деталям. В частности, опишем виды и области их применения.

Виды манометров давления

В зависимости от предназначения, манометры могут быть разных видов. Например, жидкостные манометры используются для измерения давления столба жидкости. Есть пружинные приборы, способные измерить прикладываемую силу. Здесь давление измеряется благодаря уравновешиванию силой деформации пружины.

Менее популярными можно назвать поршневые манометры, где измеряемое давление уравновешивается силой, которая действует на поршень прибора.

Также отметим, что в зависимости от назначения и условия использования выпускаются следующие приборы:

  • Технические — устройства общего назначения.
  • Контрольные, предназначенные для проверки устанавливаемого оборудования.
  • Образцовые — для проверки приборов и проведения измерений, где обязательна повышенная точность.

Также эти устройства можно делить по чувствительности элемента, классам точности. Например, по классам точности манометры бывают: 0.15, 0.25, 0.4, 0.6, 1, 1.5, 2.5, 4. Здесь число определяет точность прибора, и чем оно будет ниже, тем прибор точнее.

Пружинные

Предназначаются эти манометры для измерения избыточного давления. Их принцип измерения основан на использовании специальной пружины, которая деформируется под действием давления. Значение деформации чувствительного элемента (пружины) определяется специальным отсчетным устройством, которое, в свою очередь, имеет градуированную шкалу. На этой шкале пользователь видит значение измеряемого давления.

Чувствительным элементом в таких манометрах чаще всего выступает так называемая трубка Бурдона — чувствительная одновитковая пружина. Однако бывают и другие элементы: плоская гофрированная мембрана, многовитковая трубчатая пружина, сильфон (гармоникообразная мембрана). Все они одинаково эффективны, но наиболее простым и доступным и из-за этого наиболее распространенным является манометр, показывающий давление с помощью одновитковой пружины Бурдона. Именно такие модели активно применяются для измерения давления в диапазоне 0.6-1600 кгс/см 2 .

Жидкостные манометры

В отличие от пружинных, в жидкостных манометрах давление измеряется путем уравновешивания весом столба жидкости, а мера давления в данном случае — это уровень жидкости в сообщающихся сосудах. Такие приборы позволяют измерять давление в диапазоне 10-105 Па, и применяются они в основном в лабораторных условиях.

По сути, такой прибор — это U-образная трубка с жидкостью с большим удельным весом по сравнению с жидкостью, непосредственно в которой измеряется гидростатическое давление. Чаще всего такой жидкостью является ртуть.

В эту категорию косвенно можно отнести общетехнические и рабочие приборы типа манометра ТМ-510, ТВ-510, представляющие собой наиболее востребованную категорию. Они измеряют давление некристаллизующихся и неагрессивных паров и газов. Класс точности таких манометров: 1, 2.5, 1.5. Применяются такие на котельных, в системах теплоснабжения, при транспортировке жидкостей, а также в производственных процессах.

Электроконтактные манометры

К этой категории относятся в том числе вакууметры и мановакуумметры. Они предназначаются для измерения давления жидкостей и газов, являющихся нейтральными по отношению к стали и латуни. Конструкция этих приборов аналогичная пружинным, однако разница заключается лишь в больших геометрических размерах. Корпус электроконтактного манометра большой из-за устройства контактных групп. Также такой прибор может воздействовать на давление в контролируемой среде благодаря замыканию/размыканию контактов.

Благодаря особому электроконтактному механизму, который здесь используется, прибор можно применять в системе аварийной сигнализации. Собственно, в этой области он также используется.

Образцовые

Этот тип приборов предназначен для проверки манометров, используемых для измерений в лабораторных условиях. Их основное назначение — проверка исправности показаний рабочих манометров. Отличительная особенность таких приборов — очень высокий класс точности, который достигается благодаря конструктивным особенностям, а также зубчатому зацеплению в передаточном механизме.

Специальные

Эта категория приборов используется в разных отраслях промышленности для измерения давления таких газов, как аммиак, водород, кислород, ацетилен и т.д. Чаще всего измерение манометром специальным возможно только одного типа газа. Для каждого такого манометра указывается вид газа, для измерения давления которого он предназначается. Также и сам манометр окрашивается в определенный цвет, соответствующий цвету газа, для которого этот прибор предназначен. В обозначении прибора также применяется определенная литера. К примеру, аммиачные манометры всегда окрашиваются в желтый цвет, обозначаются литерой A и имеют коррозионостойкое исполнение.

Существуют специальные виброустойчивые приборы, которые работают в условиях большого пульсирующего давления окружающей среды и сильных вибраций. Если в таких условиях использовать обычный манометр, то долго он не прослужит, т.к. передаточный механизм быстро выйдет из строя. Основной критерий виброустойчивого манометра — это герметичность и коррозионностойкая сталь корпуса.

Самопишущие

Основное отличие таких манометров следует из названия. Эти приборы непрерывно записывают измеряемое давление на диаграмме, что позже позволяет увидеть график изменения давления в определенном временном отрезке. Используются такие приборы в энергетике и промышленности для измерения получения показателей в неагрессивных средах.

Судовые

Эти предназначаются для измерения вакуумметрического давления газов, пара и жидкостей (масла, дизельного топлива, воды). Такие приборы отличаются более высокой влагозащитой, устойчивостью к климатическим воздействиям и вибрациям. Исходя из названия, можно понять их область применения — речной и морской транспорт.

Железнодорожные

В отличие от обычных манометров, показывающих значение давления, железнодорожные приборы не показывают, а преобразовывают давление в сигнал другого вида (цифровой, пневматический и т.д.). Для этого могут быть использованы различные методы.

Такие преобразователи давления активно используются в системах управления технологическими процессами, автоматики и, несмотря на свое прямое название, они применяются в отраслях нефтедобычи, химической и атомной энергетике.

Заключение

Измерение давления требуется во многих отраслях, и для каждой из них существуют специальные манометры со своими уникальными особенностями. Есть даже специальные эталонные манометры, которые предназначаются для настройки и обязательной проверки рабочих приборов. Они хранятся в Ростехнадзоре.

Но в любой отрасли и любой тип этих приборов предназначается для измерения только давления. Теперь вы знаете, что такое манометр, какие бывают виды и приблизительно понимаете принцип измерения давления.

Виды манометров и принцип работы

При проектировании и эксплуатации систем отопления наиболее важным показателем и параметром является давление теплоносителя. При нормальном давлении, находящемся в пределах гидравлического графика, рабочий процесс идет без нарушений, теплоноситель доходит до самых отдаленных точек системы отопления. При превышении давления выше критической точки возникает опасность разрыва трубопроводов. При понижении давления ниже допустимого возникает угроза кавитации – образования пузырьков воздуха, приводящих к коррозии и разрушению трубопроводов. Для того, чтобы удерживать показатели давления на требуемом уровне, нужно постоянно за ними наблюдать. Именно для этого и применяются манометры – приборы, которые это самое давление измеряют.

Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования.

ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ:

  • Атмосферное (барометрическое) давление – давление, создаваемое массой воздушного столба земной атмосферы.
  • Абсолютное давление – полное давление с учетом давления атмосферы, отсчитываемое от абсолютного нуля.
  • Избыточное давление – разность между абсолютным и барометрическим давлениями.
  • Вакуум (разрежение) – разность между барометрическим и абсолютным давлениями.
  • Дифференциальное давление – разность двух измеряемых давлений, ни одно из которых не является давлением окружающей среды.

По виду измеряемого давления манометры подразделяют на:

  • манометры избыточного давления,
  • манометры абсолютного давления,
  • барометры,
  • вакуумметры,
  • мановакуумметры – для измерения избыточного и вакуумметрического давления;
  • напоромеры – манометры малых избыточных давлений (до 40 кПа);
  • тягомеры – вакуумметры с верхним пределом измерения до 40 кПа;
  • дифференциальные манометры – средства измерений разности давлений.

Общий принцип действия манометров основан на уравновешивании измеряемого давления некоторой известной силой. По принципу действия манометры подразделяют на:

  • жидкостные манометры;
  • пружинные манометры;
  • мембранные манометры;
  • электроконтактные манометры (ЭКМ);
  • дифференциальные манометры.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЖИДКОСТНОГО МАНОМЕТРА

В жидкостных манометрах измеряемое давление или разность давлений уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости. В приборах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом. Большинство жидкостных манометров имеют видимый уровень рабочей жидкости, по положению которого определяется значение измеряемого давления. Эти приборы используются в лабораторной практике и в некоторых отраслях промышленности.

Существует группа жидкостных дифманометров, в которых уровень рабочей жидкости непосредственно не наблюдается. Изменение последнего вызывает перемещение поплавка или изменение характеристик другого устройства, обеспечивающих либо непосредственное показание измеряемой величины с помощью отсчетного устройства, либо преобразование и передачу ее значения на расстояние.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННОГО МАНОМЕТРА

Наиболее широкое применение среди приборов для измерения давления нашли пружинные манометры. Их достоинства в том, что они просты по конструкции, надежны и пригодны для измерения давления среды в широком диапазоне от 0,01 до 400 МПа (от 0,1 до 4000 бар).

Упругие чувствительные элементы деформационных манометров:

а — трубчатые пружины;

в, г — плоские и гофрированные мембраны;

д — мембранные коробки;

е — вялые мембраны с жестким центром

Чувствительным элементом пружинного манометра является полая изогнутая трубка эллипсоидного или овального сечения, деформирующаяся под действием давления. Один конец трубки запаян, а второй соединен со штуцером, через который соединяется со средой, в которой измеряется давление. Закрытый конец трубки соединен с передаточным механизмом, смонтированным на стойке, который состоит из поводка, зубчатого сектора, шестеренки с осью и стрелки манометра. Для устранения мертвого хода между зубцами сектора и шестеренки служит спиральная пружина. Шкала проградуирована в единицах давления (паскаль или бар) и стрелка показывает непосредственную величину избыточного давления измеряемой среды. Механизм манометра помещен в корпус. Измеряемое давление поступает внутрь трубки, которая под действием этого давления стремится распрямиться, так как площадь наружной поверхности больше площади поверхности внутренней. Перемещение свободного конца трубки через передаточный механизм передается стрелке, которая поворачивается на определенный угол. Между измеряемым давлением и деформацией трубки существует прямолинейная зависимость и стрелка, отклоняясь относительно шкалы манометра, показывает величину давления.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МЕМБРАННОГО МАНОМЕТРА

Принцип действия мембранного манометра основан на пневматической компенсации, где сила развиваемая измеряемым давлением уравновешивается силой упругости мембранной коробки.

Чувствительный элемент прибора состоит из двух спаянных между собой мембран образующих мембранную коробку 1. Измеряемое давление через штуцер подводится к внутренней полости коробки. Под действием разности атмосферного и измеряемого давления коробка изменяет свой объем, что вызывает перемещение жёсткого центра верхней мембраны которая через поводок 2 и рычаг 3 перемещает стрелку прибора 4.


ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО МАНОМЕТРА

Электроконтактные манометры (ЭКМ) применяют в системах автоматического контроля, регулирования и сигнализации. В две специальные стрелки, устанавливаемые на минимальное и максимальное давление в пределах шкалы, вмонтированы контакты электрической цепи. При достижении подвижной стрелки одного из контактов цепь замыкается, что вызывает подачу сигнала либо соответствующее действие системы, в которую подключен манометр.

1 — указательная стрелка; 2 и 3 — электроконтактные уставки; 4 и 5 — зоны замкнутых и разомкнутых контактов соответственно; 6 и 7 — объекты воздействия.

Исполнение 1 — одноконтактная на замыкание;

Исполнение 2 — одноконтактная на размыкание;

Исполнение 3 — двухконтактная на размыкание-размыкание;

Исполнение 4 — двухконтактная на замыкание-замыкание;

Исполнение 5 — двухконтактная на размыкание-замыкание;

Исполнение 6 — двухконтактная на замыкание-размыкание.

Электрический манометр имеют типовую схему функционирования, которая может быть проиллюстрирована на рис.а). При увеличении давления и достижении им определённого значения указательная стрелка 1 с электрическим контактом входит в зону 4 и замыкает с помощью базового контакта 2 электрическую цепь прибора. Замыкание цепи, в свою очередь, приводит к вводу в работу объекта воздействия 6.

  • Электроконтактные манометры на микровыключателях: виброустойчивые (жидконаполненные), промышленные, в нержавеющем корпусе, коррозионностойкие с плоской мембраной или трубчатой пружиной.
  • Электроконтактные манометры с магнитомеханическими контактами: коррозионностойкие с плоской или трубчатой мембраной, промышленные.
  • Электроконтактные манометры взрывозащищённые: с взрывонепроницаемой оболочкой из нержавеющей стали или сплава алюминия, а также используемые для малых давлений.
  • Дифференциальные мембранные манометры применяются для измерения перепада давления в газовых фильтрах или в сужающих устройствах расходомеров.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МАНОМЕТРА

В большинстве манометров технология определения и расчета данных базируется на деформационных процессах в специальных измерительных блоках, например, в сильфонном. Этот элемент выступает индикатором, воспринимающим перепады давления. Блок становится и преобразователем разности в показателях давления – пользователь получает информацию в виде перемещения стрелки указателя на приборе. Кроме того, данные могут быть представлены в Паскалях, охватывая весь измерительный спектр. Такой способ отображения информации, к примеру, обеспечивает дифференциальный манометр Testo 510, который в процессе измерения избавляет пользователя от необходимости держать его в руке, так как на задней стороне прибора предусмотрены специальные магниты.

Сильфонный дифманометр типа ДС:

а — схема сильфонного блока; б — внешний вид; 1 — рабочий сильфон; 2 — кремний органическая жидкость; 3 — внутренняя полость сильфона; 4 — шток; 5 — пружины; 6 — неподвижный стакан; 7 — рычаг; 8 — тореной; 9 — ось; 10 — резиновые кольца; 11 — гофры; 12, 13 — вентили запорные и уравнительный

В механических же устройствах главным индикатором служит расположение стрелки, контролируемое рычажной системой. Движение указателя происходит до момента, пока перепады в системе не перестанут оказывать воздействие определенной силы. Классический пример данной системы показывает дифференциальный манометр ДМ серии 3538М, который обеспечивает пропорциональное преобразование дельты (разности давления) и предоставляет результат оператору в виде унифицированного сигнала.

Типы манометров

Предлагаем Вашему вниманию следующие типы манометров:

Манометры — это специальные приборы, используемые для измерения давления в газовой, паровой и жидкостной среде. Так как существует много разновидностей такого оборудования, перед тем, как определиться с нужным вам устройством, четко составьте свои критерии. Чтобы облегчить себе задачу и ускорить процесс покупки манометра в Санкт-Петербурге, свяжитесь с нашим представителем и получите бесплатную консультацию. Наши специалисты поможет вам выбрать идеально подходящий по всем параметрам прибор, чтобы обеспечить безопасность работы вашей системы.

Классификация манометров

Чтобы быстрее разобраться с этой группой товаров, надо понимать, чем отличается одна модель от другой. Существует несколько признаков, по которым различают виды манометров:

  • Тип измеряемого давления;
  • Принцип действия;
  • Назначение;
  • Класс точности.

Типы манометров по виду измеряемого давления

  1. Напоромеры — используются для замера малого избыточного давления до 40 кПа.
  2. Манометры — применяются для определения избыточного давления в диапазоне 0,06-1000 МПА.
  3. Вакуумметры — основное назначение этих устройств заключается в измерении объема разряжения давления.
  4. Тягомеры — подходят для замера разряжения давления с граничным показателем до -40 кПа.
  5. Мановакуумметры — пригодны для измерения вакуумметрического и избыточного давления в пределах 60-240 000 кПа.

Типы манометров по принципу действия

  1. Жидкостные. Стандартный вариант манометров.
  2. Грузопоршневые. Модели этого типа отличаются высокой точностью данных.
  3. Пружинные манометры. Имеют несколько модификаций, в зависимости от типа пружины — коробчатые, пластинчатые, трубные. Также в эту группу входят дифференциальные приборы.

Типы манометров по классу точности

Класс точности имеет цифровое значение — от 0,15 до 4,0. Качество точности измерений определяется в обратном порядке — самый низкий показатель маркировки указывает на то, что прибор обладает максимальной точностью, самый высокий — на то, что допускаются погрешности в обозначенных границах.

Типы манометров по назначению

Чтобы упростить процесс выбора подходящего прибора, производители сразу маркируют манометры по рекомендованному их назначению. Существуют как устройства общетехнического применения, так и специального. Полный перечень включает следующие группы манометров:

  1. Общетехнические.
  2. Электроконтактные.
  3. Кислородные.
  4. Эталонные.
  5. Железнодорожные.
  6. Судовые.
  7. Самопишущие.

Дополнительно можно выделить отдельные группы манометров по степени их устойчивости к конкретному неблагоприятному воздействию, например, коррозиестойкие, виброустойчивые.

Приборы для измерения давления. Виды и работа. Применение

Характеристикой давления является сила, которая равномерно воздействует на единицу площади поверхности тела. Эта сила оказывает влияние на различные технологические процессы. Давление измеряется в паскалях. Один паскаль равен давлению силы в один ньютон на площадь поверхности в 1 м 2 . Применяют приборы для измерения давления.

Виды давления
  • Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
  • Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
  • Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
  • Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).

Виды и работа

Приборы, измеряющие давление, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление. Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы. Рассмотрим основные из применяемых видов.

Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Рис-1

Один конец емкости соединен с измеряемой средой, а второй открыт. Под давлением среды жидкость перетекает из одного сосуда в другой до выравнивания давления. Разность уровней жидкости определяет избыточное давление. Такими приборами замеряют разность давлений и разрежение.

На рисунке 1а изображен 2-х трубный манометр, измеряющий вакуум, избыточное и атмосферное давление. Недостатком является значительная погрешность измерения давлений, имеющих пульсацию. Для таких случаев применяют 1-трубные манометры (рисунок 1б). В них один край сосуда большего размера. Чашка соединена с измеряемой полостью, давление которой передвигает жидкость в узкую часть сосуда.

При замере берется во внимание только высота жидкости в узком колене, так как жидкость изменяет свой уровень в чашке незначительно, и этим пренебрегают. Чтобы произвести замеры малых избыточных давлений используют 1-трубные микроманометры с трубкой, наклоненной под углом (рисунок 1в). Чем больше наклон трубки, тем точнее показания прибора, вследствие увеличения длины уровня жидкости.

Особой группой считаются приборы для измерения давления, в которых движение жидкости в емкости действует на чувствительный элемент – поплавок (1) на рисунке 2а, кольцо (3) (рисунок 2в) или колокол (2) (рисунок 2б), которые связаны со стрелкой, являющейся указателем давления.

Рис-2

Преимуществами таких приборов является дистанционная передача и их регистрация значений.

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления. Деформационные манометры делятся на:

Рис-3

Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров . Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером , для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры .

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Рис-4

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Тензодатчики (1) (рисунок 5) фиксируются на упругом элементе прибора. Электрический сигнал на выходе возникает вследствие изменения сопротивления тензорезистора, и фиксируется вторичными устройствами измерения.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Упругим компонентом в приборе выступает трубчатая одновитковая пружина. Контакты (1) и (2) выполняются для любых отметок шкалы прибора, вращая винт в головке (3), которая находится на внешней стороне стекла.

При уменьшении давления и достижении его нижнего предела, стрелка (4) с помощью контакта (5) включит цепь лампы соответствующего цвета. При возрастании давления до верхнего предела, который задан контактом (2), стрелка замыкает цепь красной лампы контактом (5).

Классы точности
Измерительные манометры разделяют на два класса:
  1. Образцовые.
  2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

Манометры. Назначение и классификация

Приборы для измерения избыточного давления называются манометрами, вакуума (давления ниже атмосферного) — вакуумметрами, избыточного давления и вакуума — мановакуумметрами, разности давлений (перепада) — дифференциальными манометрами.

Основные серийно выпускаемые приборы для измерения давления по принципу действия делятся на следующие группы:

— жидкостные — измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости;


— пружинные — измеряемое давление уравновешивается силой упругой деформации трубчатой пружины, мембраны, сильфона и т.д.;

— поршневые — измеряемое давление уравновешивается силой, действующей на поршень определенного сечения.

В зависимости от условий применения и назначения промышленностью выпускаются следующие типы приборов для измерения давления:

— технические — приборы общего назначения для эксплуатации оборудования;

— контрольные — для поверки технических приборов на месте их установки;

— образцовые — для поверки контрольных и технических приборов и измерений, требующих повышенной точности.

Назначение. Для измерения избыточного давления широкое применение нашли манометры, работа которых основана на использовании деформации упругого чувствительного элемента, возникающей под действием измеряемого давления. Значение этой деформации передается отсчетному устройству измерительного прибора, градуированному в единицах давления.

В качестве чувствительного элемента манометра чаще всего используется одновитковая трубчатая пружина (трубка Бурдона). Другими видами чувствительных элементов являются: многовитковая трубчатая пружина, плоская гофрированная мембрана, гармоникообразная мембрана — сильфон.

Устройство. Манометры с одновитковой трубчатой пружиной широко применяются для измерения избыточного давления в пределах 0,6 — 1600 кгс/см². Рабочим органом таких манометров является полая трубка элипсовидного или овального сечения, изогнутая по окружности на 270°.

Устройство манометра с одновитковой трубчатой пружиной показано на рисунке 2.64. Трубчатая пружина — 2 открытым концом жестко соединена с держателем — 6, укрепленным в корпусе — 1 манометра. Держатель проходит через штуцер — 7 с резьбой, служащей для соединения с газопроводом, в котором измеряется давление. Свободный конец пружины закрыт пробкой с шарнирной осью и запаян. Посредством поводка- 5 он связан с передаточным механизмом, состоящим из зубчатого сектора — 4, сцепленного с шестеренкой — 10, сидящей неподвижно на оси вместе с указательной стрелкой — 3. Рядом с шестеренкой расположена плоская спиральная пружина (волосок) — 9, один конец которой соединен с шестеренкой, а другой закреплен неподвижно на стойке. Волосок постоянно прижимает трубку к одной стороне зубцов сектора, тем самым устраняя мертвый ход (люфт) в зубчатом зацеплении и обеспечивает плавность хода стрелки.

Рис. 2.64. Показывающий манометр с одновитковой трубчатой пружиной

Манометры электроконтактные

Назначение. Манометры, вакууметры и мановакууметры электроконтактные типа ЭКМ ЭКВ, ЭКМВ и ВЭ-16рб предназначены для измерения, сигнализации или двухпозиционного регулирования давления (разряжения) нейтральных по отношению к латуни и стали газов и жидкостей. Измерительные приборы типа ВЭ-16рб выполняются во взрывозащищенном корпусе и их можно устанавливать в пожароопасных и взрывоопасных помещениях. Рабочее напряжение электроконтактных устройств до 380В переменного тока или до 220В постоянного тока.

Устройство.Устройство электроконтактных манометров аналогично пружинным, с той лишь разницей, что корпус манометра имеет большие геометрические размеры за счет монтажа контактных групп. Устройство и перечень основных элементов электроконтактных манометров представлены на рис. 2.65..

Назначение. Манометры и вакууметры образцовые типа МО и ВО предназначены для проверки манометров, вакууметров и мановакууметров для измерений в лабораторных условиях давления и разряжения неагрессивных жидкостей и газов.

Манометры типа МКО и вакууметры типа ВКО предназначены для проверки исправности действия рабочих манометров на месте их установки и для контрольных измерений избыточного давления и разряжения.

Рис. 2.65. Электроконтактные манометры: а — типа ЭКМ; ЭКМВ; ЭКВ;

Б — типа ВЭ — 16 Рб основные части: трубчатая пружина; шкала; подвижный

Механизм; группа подвижных контактов; входной штуцер

Манометры электрические

Назначение. Электрические манометры типа МЭД предназначены для непрерывного преобразования избыточного или вакууметрического давления в унифицированный выходной сигнал переменного тока. Эти приборы применяют для работы в комплекте со вторичными дифференциально-трансформаторными приборами, машинами централизованного контроля и другими приемниками информации, способными принимать стандартный сигнал ввиде взаимной индуктивности.

Устройство и принцип действия. Принцип действия прибора, как и у манометров с одновитковой трубчатой пружиной, основан на использовании деформации упругого чувствительного элемента при воздействии на него измеряемого давления. Устройство электрического манометра типа МЭД показано на рис. 2.65.(б). Упругим чувствительным элементом прибора служит трубчатая пружина — 1, которая смонтирована в держателе — 5. К держателю привернута планка — 6, на которой закреплена катушка — 7 дифференциального трансформатора. На держателе смонтированы также постоянное и переменное сопротивления. Катушка закрыта экраном. К держателю подводится измеряемое давление. Держатель прикреплен к корпусу — 2 винтами — 4. Корпус из алюминиевого сплава закрыт крышкой, на которой укреплен штепсельный разъем — 3. Сердечник — 8 дифференциального трансформатора связан с подвижным концом трубчатой пружины специальным винтом — 9. При подаче в прибор давления, трубчатая пружина деформируется, что вызывает пропорциональное измеряемому давлению, перемещение подвижного конца пружины и связанного с ним сердечника дифференциального трансформатора.

Эксплуатационные требования, предъявляемые к манометрам технического назначения:

· при установке манометра наклон циферблата от вертикали не должен превышать 15°;

· в нерабочем положении стрелка измерительного прибора должна находиться в нулевом положении;

· манометр прошел поверку и имеет клеймо и пломбу с указанием даты поверки;

· отсутствуют механические повреждения корпуса манометра, резьбовой части штуцера и т.д.;

· цифровая шкала хорошо видна обслуживающему персоналу;

· при измерении давления влажной газообразной среды (газ, воздух), трубка перед манометром выполняется в виде петли, в которой влага конденсируется;

· на месте отбора измеряемого давления (перед манометром) должен быть установлен кран или вентиль;

· для уплотнения места присоединения штуцера манометра должны использоваться прокладки, изготовленные из кожи, свинца, отожженной красной меди, фторопласта. Использование пакли и сурика не допускается.

Последнее изменение этой страницы: 2020-08-01; Нарушение авторского права страницы

Классификация манометров

Манометр — прибор, измеряющий давление жидкости или газа.

Принцип работы

Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.

Типология манометров

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:

  • манометры – для измерения избыточного давления;
  • вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума);
  • мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений;
  • напоромеры — для измерения малых избыточных давлений;
  • тягомеры -вакуумметры с минусовым пределом;
  • барометры – для измерения атмосферного давления;
  • баровакуумметры – для измерения абсолютного давления;
  • дифференциальные – для измерения разности давлений.

По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на следующие типы:

  • жидкостные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, диффманометры и др.;
  • грузопоршневые — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень;
  • приборы с дистанционной передачей показаний — приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др.;
  • пружинные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике.

По назначению разделяют следующие виды манометров:

  • технические: предназначены для измерения не агрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров;
  • электроконтактные: в конструкции имеют специальные группы электрических контактов (обычно 2);
  • виброустойчивые применяются в условиях высоких вибраций;
  • взрывозащищенные в корпусе из взрывоустойчивых сплавов на основе алюминия;
  • коррозионносойкие для эксплуатации в особо жестких условиях, имеют высокий класс пылевлагозащиты;
  • аммиачные используются для измерения давления агрессивных газов и жидкостей;
  • судовые манометры предназначены для эксплуатации на речном и морском флоте;
  • железнодорожные: предназначены для эксплуатации на Ж/Д транспорте;
  • самопишушие: манометры в корпусе, с механизмом позволяющим воспроизводить на диаграмной бумаге график работы манометра;
  • для нефтегазовых скважин: применяются для измерения давления внутри нефтяных и газовых скважин на большой глубине;
  • сверхвысокое давление: предназначены для измерения сверхвысокого избыточного давления агрессивных некристаллизующихся сред.

По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.

  • образцовыми измерительными приборами называются приборы, предназначенные для поверки других измерительных приборов;
  • рабочими измерительными приборами называются все измерительные приборы, служащие для непосредственных измерений.

Применение манометров

Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и регулировать давление. Наиболее часто манометры применяют в теплоэнергетике, на химических, нефтехимических предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

Как выбрать или изготовить самому манометр давления топлива?

Одним из условий безопасной эксплуатации автомобиля с двигателем внутреннего сгорания является исправная работа топливной системы. Для контроля ее состояния и поиска проблем используются манометры давления. Как они устроены и работают, какие виды существуют, рассказывается в статье, а также даются рекомендации по выбору и инструкция по изготовлению прибора своими руками.

Описание измерительного прибора давления топлива

Существуют разные приборы для измерения давления, имеющие определенное назначение. Например, в автомобиле для контроля системы смазки предназначен манометр давления масла, для топлива предназначен свой измерительный прибор. Манометр для измерения давления топлива имеет простое устройство, поэтому сконструировать его можно самостоятельно. В статье рассматривается прибор, его устройство, виды, дается инструкция по изготовлению своими руками.

Назначение

Контроль давления горючего важен для инжекторных и дизельных двигателей. Если не будет обеспечено необходимое давление, топливо не справится с сопротивлением форсунок, мотор будет работать с перебоями, увеличится расход горючего. За состоянием современного автомобиля следит бортовой компьютер, если он установлен. Но отслеживать давление в топливной системе не является его функцией. Ее выполняет манометр для проверки давления топлива. С его помощью контролируются элементы топливной системы.

Важно, что манометр можно подключать параллельно, не нарушая работу топливной системы (автор видео — Сам себе механик).

Конструкция и принцип действия

При работе манометра используется принцип равновесия. Измеряемое давление уравновешивается силой, которую создает упругая деформация чувствительного элемента, например, трубчатая пружина или мембрана с двумя пластинами и др. Один конец устройства запаян в держатель, а второй с помощью рычага связан с механизмом, который переводит линейные изменения в движение стрелки на циферблате.

Рассмотрим устройство манометра для измерения давления, чувствительным элементом которого является трубчатая пружина. Это наиболее распространенные измерители, так как имеют хорошие технические характеристики, простую конструкцию, надежны в эксплуатации, позволяют выполнять измерения в широком диапазоне.

Широкое применение удалось достичь благодаря простоте конструкции прибора. В его основе используется трубка пустая внутри с сечением в виде овала или эллипсоида. Измеряемая среда действует на трубку, которая под давлением деформируется. С одной стороны трубка с помощью штуцера подключается к системе, а со второй соединена с механизмом, передающим деформационные изменения.

Передаточный механизм состоит из следующих элементов:

  • шестеренки;;
  • указателя (стрелки);
  • зубчатого сектора;
  • поводка.

Между зубьями сектора и шестеренкой вставлена пружина в виде пружины для исключения мертвого хода. Так как трубка имеет разные площади поверхности внутри и извне, под воздействием давления она пытается выпрямиться. Запаянный свободный конец с помощью рычага передвигает стрелку измерителя относительно шкалы. Если максимальное давление не превышает 25 бар, точность прибора составляет 2,5, свыше 25 бар – 1,5.

Типы манометров для измерения давления различаются по принципу действия:

  • жидкостные (трубные);
  • мембранные;
  • пружинные;
  • сильфонные;
  • поршневые;
  • пьезоэлектрические манометры;
  • радиоактивные;
  • тензоманометры (проволочные).

Каждый вид приведенных приборов отличается используемым чувствительным элементом и принципом работы.

Различаются измерители назначением:

  1. Общетехнические, применяемые для измерений в средах не агрессивных к сплавам из меди.
  2. Электроконтактные. Отличительной чертой устройств является возможность регулирования измеряемой среды.
  3. Специальные. Они предназначены измерять давление в разных газах, различают кислородные, аммиачные, ацетиленовые, для негорючих и горючих газов. Они отличаются по цвету.
  4. Эталонные. Отличаются высоким классом точности, поэтому применяются в качестве образца для проверки, испытаний и регулировки других измерительных приборов.
  5. Судовые. Применяются на морском и речном транспорте.
  6. Железно-дорожные. Применяются на ж/д транспорте.
  7. Самопишушие. Приборы оснащены механизмом, который регистрирует на диаграммной бумаге график работы измерителя.

Манометры используются в промышленности, в быту, в других сферах деятельности в зависимости от целей применения и технических характеристик.

Параметры выбора

Чтобы контролировать исправность топливной системы на автомобильном рынке предлагается большой ассортимент различных измерителей давления. При выборе следует обращать внимание на конструкцию прибора и технические характеристики. Все измерители можно разделить на две группы: аналоговые (механические) и электронные манометры для измерения давления.

Аналоговые устройства имеют шкалу измерения и стрелку, показывающую давление в измеряемой среде. Благодаря простой конструкции они считаются наиболее надежными. Если их правильно использовать, то они дают достаточно точные значения. Механические приборы имеют отличительную особенность – на предельных значениях у них большая погрешность. Популярность аналоговых устройств обусловлена низкой стоимостью.

Цифровые манометры для измерения давления дают более точные результаты, правда, они дороже. Показания выводятся на жидкокристаллический экран. Пользователь имеет возможность выбирать единицу измерения. Точность измерений зависит от класса точности прибора. В зависимости от необходимой точности выбирается манометр топливной рампы.

Для контроля давления топливной рампы можно воспользоваться приборами для измерения давления в шинах. Работают приборы для измерения давления в шинах, топлива и масла по одинаковому принципу, но есть некоторые нюансы, о которых следует знать. Для измерения топливного давления показатели должны находиться в интервале 5 — 7 атмосфер, для воздуха –8 — 16 атмосфер. От этого зависит точность измерений (автор видео – Jugoslavik).

Выбирать аналоговый топливный измеритель следует с удобочитаемой шкалой, предел измерения которой 5-6 кгс/кв. см.

Важно при покупке, чтобы были герметичны все соединения, так как капли топлива при измерениях могут попасть на разогретые детали, что может привести к пожару.

Особенности настройки манометра

Регулировка манометра давления выполняется с помощью эталонного пружинного измерителя. В системе меняют давление и соответственно выставляют стрелку на измерительной шкале, добиваясь точности результатов. Регулировка выполняется вращением маховика винтового пресса для изменения давления. С помощью винта и передвижения тяги регулируется положение стрелки. Начинается настройка с первоначального значения, а затем регулировку осуществляют по всей шкале.

Для контроля топливной системы автомобиля может использоваться регулятор давления топлива с манометром, имеющий ручную настройку. Его можно устанавливать вместо штатного регулятора на авто с инжектором. Благодаря устройству повышается производительность форсунок, что дает возможность закачать в цилиндры больше горючего. Таким образом, увеличивается мощность силового агрегата.

Использование регулятора дает возможность установить постоянный поток бензина с давлением, превышающим то, которое обеспечивается штатными регуляторами.

Инструкция по изготовлению прибора своими руками

Чтобы не тратить деньги на покупку готового топливного манометра, можно его смастерить своими руками. Необходимо собрать правильно все комплектующие, чтобы измерения были точными. Это важно для диагностики топливной системы.

Инструменты и материалы

Для того чтобы изготовить топливный измеритель, нужно подготовить следующие комплектующие:

  1. Манометр лучше брать ВАЗовский с возможностью измерения давления масла. Для этого отворачивается штуцер для бензина, шланг вставляется вместо регулятора давления масла. Если резьбовое соединение не подойдет, придется приобрести переходник.
  2. Переходник — штуцер с резьбой 7/16-20 UNF.
  3. Бензофильтр приобретаем ради его штуцеров. Поэтому купить можно самый дешевый бензофильтр или найти б/у, отрезать у него штуцеры, слегка развальцевав концы. Если есть возможность штуцер можно выточить самому.
  4. Хомуты – 4 шт.
  5. Топливный шланг длиной около метра.
  6. Соединитель топливной системы в виде буквы «Y».

Остается собрать конструкцию.

Этапы

Если собраны все нужные детали, сборка состоит из последовательности действий:

  1. На первом этапе бензошнур разрезается на три части.
  2. Далее бензиновый шланг нужно присоединить к соединителю топливной системы. Надежность соединения обеспечивается хомутами. Места соединений должны быть хорошо загерметизированы, не пропускать воздух, иначе полученные при измерениях показания будут неверными.
  3. К одному из концов топливного шнура присоединяем манометр. Его также нужно надежно закрепить с помощью штуцера и хомута. Из штуцера манометра нужно извлечь, для измерений он не нужен.

Самодельное устройство можно использовать для контроля и регулировки давления в топливной системе.

Манометры для измерения давления газа: типы, особенности конструкции и действия измерителей

Манометр – это специальный прибор, который используется для измерения уровня давления газа и жидкости. Существуют различные виды манометров, которые отличаются друг от друга конструкцией и типами чувствительного элемента, который входит в структуру прибора: поршневые, пружинные и деформационные манометры; а также приборы отличаются своим целевым назначением и местом использования.

Виды манометров:

  • Манометр абсолютный – измеряет абсолютное давление и вакуум;
  • Манометр, определяющий избыточное давление – определяет отличие давления внутри системы от атмосферного;
  • Барометр – измеряет атмосферное давление;
  • Вакуумметр – используется в вакуумной технике и определяет давление, равное нулю.

Конструкция прибора

Принцип работы измерительного прибора основывается на уравновешивании давления, которое определяется силой упругости пружины трубчатого типа, деформирующейся под действием определяемого уровня давления. Манометр является незаменимым прибором, который используется в системах, когда необходимо постоянно контролировать уровень давления.

Отрасли применения манометров:

  • теплоэнергетика;
  • нефтехимическая промышленность;
  • химическая промышленность;
  • пищевая отрасль;
  • машиностроение и многие другие отрасли.

Применение манометров в зависимости от их типа.

  • манометр общетехнического типа используется для измерения давления не агрессивных газов, жидкостей и сплавов, которые не вступают в химические реакции со сплавами меди;
  • электроконтактные манометры – включают в структуру 2 контакта, которые реагируют на минимальный и максимальный уровень давления;
  • специальные манометры – предназначены для какой-либо определенной среды (кислородные, ацетиленовые, аммиачные и другие);
  • железнодорожные – используется в ж/д транспорте;
  • самопишущие – имеют специальный механизм, фиксирующий показатели.

В каталоге компании «Инвестстрой» вы можете выбрать манометры избыточного давления, которые определяют уровень давления (абсолютный показатель разности между барометрическим и абсолютным давлением) в приделах 0,06 – 1000 МПа. Вы можете ознакомиться с важными техническими характеристиками измерительных приборов и оформить заказ, не покидая дома. На приборы предоставляет гарантийный срок 18 месяцев.

Приобретая манометр в компании «Инвестстрой» Вы приобретаете надежного партнера, нацеленного на длительное и взаимовыгодное сотрудничество.


Приборы для измерения давления

Все приборы, измеряющие давление, классифицируются по нескольким критериям:

По роду измеряемого давления: манометры, вакууметры, мановакуумметры, напоромеры, микроманометры, тягомеры, тягонапоромеры, барометры, дифманометры.

Манометры — это приборы, служащие для измерения избыточного либо абсолютного давления (разности давлений). «Ноль» манометра избыточного давления находится на уровне атмосферного давления воздуха.

Вакуумметры нашли применение для измерения давления разреженных газов.

Мановакуумметр позволяет определять избыточное давление и разрежение газа.

Напоромерами измеряют небольшое избыточное давление (не более 40кПа), тягомерами — небольшое вакуумметрическое.

Дифманометры определяют разность давлений в двух точках.

Микроманометры — дифманометры для определения малых разностей давлений.

Барометрами определяют атмосферное давление воздуха.

По принципу действия : жидкостные, деформационные (пружинные, сильфонные, мембранные), грузопоршневые, электрические и другие приборы.

Жидкостные манометры состоят из сообщающихся сосудов, давление определяется по одному либо нескольким уровням. У деформационных манометров давление определяется по деформации или упругой силе деформирующегося элемента – пружины, мембраны, сильфона. В грузопоршневых манометрах искомое значение давления определяется путем уравновешивания массы грузов и поршня. Электрические манометры работают на первичных преобразователях давления.

По назначению: общетехнические для измерения давления в технологических процессах и эталонные для поверки.

По классу точности : от 0,4 до 4,0. Этот показатель характеризует погрешность измерения прибора.

По особенностям измеряемой среды : общетехнические, коррозионно-стойкие, виброустойчивые, специальные, кислородные, газовые.

Специальные манометры применяются для вязких и кристаллизующихся веществ, а также таких веществ, которые содержат твердые частицы.

Помимо вышеперечисленного приборы для измерения давления отличаются по пределу (диапазону) измерений, степени защиты от воды (восемь степеней), по виду защиты от внешних предметов (шесть степеней), по степени устойчивости к вибрациям, по степени устойчивости к влажности и температуре (11 групп).

Манометры и мановакуумметры рассчитаны на то, чтобы выдерживать кратковременную перегрузку.

На циферблате прибора маркируется разметка шкалы, единицы измерения давления, знак минуса для вакуумметрического давления, монтажное положение прибора, класс точности, наименование/обозначение среды, знак Госреестра, товарный знак завода-изготовителя.

Примеры использования электроконтактных манометров в электрических схемах смотрите здесь: Автоматизация насосов и насосных станций

Характеристики манометров для измерения давления

Технические характеристики манометров давления, подбор по давлению

Манометры для коммунальных нужд

Для измерения низкого давления газа, напоромеры

Коррозионно стойкие виброустойчивые манометры

Электронтактные манометры ЭКМ

ТМ-110, ТМ-210, ТМ-310, ТМ-510, ТМ-610

КМ-11, КМВ-22, КМ-22

ТМ-320, ТМ-520, ТМ-620

ТМ-121, ТМ-221, ТМ-321, ТМ-521, ТМ-621

40, 50, 63, 100, 150

40, 50, 63, 100, 150

М10×1 или G⅛; М12×1,5 или G¼; М20×1,5 или G½;

М12×1,5 или G¼; М20×1,5 или G½;

радиальный или осевой

радиальный или осевой

радиальный или осевой

радиальный или осевой

Выбрать манометры можете в каталоге.

Рабочее давление манометра определяется по формуле Pраб. ниж.=0,25*Pmax Pраб. верх.=0,75*Pmax, т.е. рабочее давление находится в диапазоне 0,25 . 0,75 % от максимального значения манометра. Манометры, вакуумметры и мановакуумметры показывающие предназначены для измерений избыточного и вакуумметрического давления жидкостей и газов. Принцип действия манометров основан на зависимости деформации чувствительного элемента от измеряемого давления. В качестве чувствительного элемента используется трубка Бурдона. Под воздействием измеряемого давления свободный конец трубки перемещается и с помощью специального механизма вращает стрелку манометра.

Основным узлом манометров является трубчатая пружина. При возрастании давления пружина разгибается, и перемещение её конца с помощью передаточного механизма преобразуется во вращение показывающей стрелки относительно шкалы циферблата манометра. Измеряемое давление подается в трубчатую пружину через резьбовой штуцер. Шкалы давления приборов могут быть отградуированными в кПа, МПа, кгс/см2, бар.

Классификация приборов давления

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:

  • Манометры – для измерения избыточного давления.
  • Вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума).
  • Мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений.
  • Барометры – для измерения атмосферного давления.
  • Баровакуумметры – для измерения абсолютного давления.
  • Дифференциальные манометры – для измерения разности давлений.

По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на:

  • Жидкостные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, диффманометры и др.
  • Грузопоршневые — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень.
  • Приборы с дистанционной передачей показаний — приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др.
  • Пружинные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике. К этой группе относятся разнообразные приборы, отличающиеся по виду пружин:

Трубчатые пружины представляют собой кругообразно согнутые трубки с овальным поперечным сечением. Давление измеряемой среды воздействует на внутреннюю сторону этой трубки, в результате чего овальное поперечное сечение принимает почти круглую форму. В результате искривления пружинной трубки возникают напряжения в кольцах трубки, которые разгибают пружину. Незажатый конец пружины выполняет движение, пропорциональное величине давления. Движение передается посредством стрелочного механизма на шкалу. Для измерений давления до 60 или 100 кгс/см2 применяются, как правило, согнутые с углом витка около 270°, кругообразные пружины. Для измерений давления с более высокими значениями используются пружины с несколькими лежащими друг над другом витками и одинаковым витковым диаметром (винтовая пружина) или со спиралеобразными витками, лежащими в одной плоскости (плоская спиральная пружина).

Манометры с пластинчатой пружиной

Пластинчатые пружины представляют собой тонкие гофрированные мембраны кругообразной формы, которые зажимаются или привариваются по краю между двумя фланцами и вступают в соприкосновение с измеряемой средой только с одной стороны. Вызванный в результате такого соприкосновения прогиб пропорционален величине давления. Движение передается посредством стрелочного механизма на шкалу. Пластинчатые пружины обладают сравнительно высоким перестановочным усилием. В результате кольцеобразного крепления пластинчатые пружины менее восприимчивы к вибрациям по сравнению с трубчатыми пружинами, однако погрешность показаний при изменениях температуры у них больше. Благодаря опорам для мембран достигается повышенная стойкость к перегрузкам. Покрытия или фольга, наносимые на поверхность пластинчатых пружин обеспечивают защиту от коррозийных измеряемых сред. Широкие соединительные отверстия или открытые соединительные фланцы, а также возможности по промывке делают пластинчатые пружины, особенно пригодными при работе с высоковязкими, загрязненными или кристаллизующимися веществами.

Манометры с коробчатой пружиной

Давление измеряемой среды воздействуют на внутреннюю сторону коробки, состоящей из двух кругообразных, гофрированных, герметично прилегающих друг к другу мембран. Возникающее под давлением поступательное движение пропорционально величине давления. Движение передается на шкалу с помощью стрелочного механизма. Манометры с коробчатой пружиной особенно пригодны для измерений давления газообразных сред. Защита от перегрузки возможна только в определенных границах. Для повышения чувствительности в манометре может устанавливаться ряд коробчатых пружин («пакет» коробчатых пружин).

Баровакуумметры – манометры абсолютного давления. Данные приборы используются для измерений давления независимо от колебаний атмосферного давления окружающей среды. В соответствии с различными сферами применения и диапазонами показаний, манометры для измерений абсолютного давления изготавливаются согласно принципам измерений и формам чувствительных элементов, которые применяются в манометрах для измерения относительного давления. Давление измеряемой среды определяется по отношению к базовому давлению, которое равняется абсолютному давлению с величиной 0 (=абсолютный вакуум). Это означает, что на стороне измерительного элемента, не соприкасающейся с измеряемой средой, должно присутствовать базовое давление. Присутствие базового давления при использовании соответствующей формы пружин достигается посредством вакуумирования и герметизации соответствующей измерительной камеры или облегающего корпуса. Передача движения измерительного элемента и индикация давления осуществляются аналогично выше описанным манометром относительного давления

Дифференциальные манометры применяются для измерений разницы между двумя отдельными давлениями. Базовым давлением является то, которое присутствует на стороне, взятой за эталонную. В качестве чувствительных элементов используются пружины тех же форм, что и в манометрах относительного давления. Как правило, чувствительные элементы подвергаются воздействию давления с обеих сторон. Установленная таким образом разность давлений передается с помощью стрелочного механизма непосредственно на шкалу. Если измеряемые давления одинаковы, измеряемый элемент остается неподвижным и показания прибора отсутствуют. Измерение низких разностных давлений возможно даже при высоком статическом давлении. Защита от высоких перегрузок обеспечивается с помощью пластинчатых чувствительных элементов. При выборе манометра следует учитывать допустимое статическое (рабочее) давление, а также максимально допустимую перегрузку со стороны «+» и «-». Для преобразования деформации чувствительного элемента в показания стрелки используются принципы, аналогичные принципам действия манометров избыточного давления.
По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.

Классификация приборов для измерения давления. Деформационные манометры.

Тема 1 Технологические измерения в процессах добычи и подготовки нефти и газа

Измерение давления

Давление может быть выражено в различных единицах.

Система СИ:

1 Па (паскаль) = 1 н/м 2 (ньютон на квадратный метр).

Внесистемные единицы:

1 атм (нормальная, физическая атмосфера) = 760 мм рт. ст. (миллиметр ртутного столба) (при t = 0 О С , g = 9,80665 м/с 2 , p(Hg) = 13595,08 кг/м 3 ) =

= 760 Торр (торричелли) =

= 10 333 мм вод. СТ. (миллиметр водяного столба) =

= 14,696 фунт (английский) на квадратный дюйм =

= 15,724 фунт (русский) на квадратный дюйм =

= 1,033227 кгс/см 2 (килограмм — сила на квадратный сантиметр) =

1 ат (техническая атмосфера) = 1 кгс/см 2 ;

1 бар = 106 дин/см 2 = 106 барий = 10 5 Па;

1 мм рт. ст. = 1,00000014 Торр = 133,3224 Па;

1 фунт/дюйм 2 = 0,070307208 кгс/см 2 (Великобритания);

1 фунт/дюйм 2 (psi) = 0,070306682 кгс/см 2 (США),

Классификация приборов для измерения давления. Деформационные манометры.

Приборы для измерения давления могут классифицироваться по следующим характеристикам:

· виду измеряемого давления;

· по измеряемой рабочей среде;

По виду измеряемого давления приборы подразделяются на:

Согласно ГОСТ 8.271-77 манометр — это измерительный при­бор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений.

Соответственно вакуумметр — это манометр для измерения давления разреженного газа.

Манометр, имеющий возможность измерять давление разре­женного газа и избыточное давление (у прибора единая шкала), называют мановакуумметром.

Измерение малых значений (до 40 кПа) избыточного давления производится напоромерами, хотя такое название, как и такое под­разделение по виду измеряемого давления (для малых значений), за рубежом отсутствует.

Тягомеры используются для измерения малого (до -40 кПа) вакуумметрического давления.

Приборы, имеющие часть шкалы вакуумметрического, а часть избыточного давления в пределах ±20 кПа, называются тягонапоромерами.

Ев­ропейские стандарты (EN837-1, EN837-2 и EN837-3) такое разделение производят по виду чувствительного элемента: трубча­тый (Bourdon tube — Rohrfedern), мембранный — мембранная ко­робка — капсула (Diaphragm — Plattenfeder или Capsule — Кар-selfeder).

Приборы, предназначенные для измерения разности давлений в двух произвольных точках, именуют дифференциальными мано­метрами (дифманометрами).

Дифманометр, функционально обеспечивающий измерение ма­лых значений разности двух давлений и имеющий верхний предел измерения не более 40 кПа (4000 кгс/м 2 ), называют микромано­метром.

Контроль и измерение атмосферного давления производят ба­рометрами.

По принципу действия основную группу приборов для измере­ния давлений можно подразделить на следующие:

· электрические и др.

К жидкостным относятся манометры, принцип действия кото­рых основан на уравновешивании измеряемого давления или раз­ности давлений давлением столба жидкости.

К ним относятся U-образные (двухтрубные) и чашечные (однотрубные) манометры. Приборы данного типа применяются в качестве местных приборов, а также в качестве контрольных и образцовых. U-образный манометр состоит из стеклянной трубки, заполненной примерно до половины своей высоты рабочей жидкостью, и шкалы, позволяющей производить отсчет уровней в обоих коленах. Измеряемое давление, разрежение или разность давлений уравновешивается и измеряется столбом жидкости h, определяемым как сумма столбов h1 и h2.

Чашечный манометр состоит из цилиндрического сосуда и сообщающейся с ним измерительной стеклянной трубки. При измерении давления в объекте его соединяют с сосудом прибора. Высота столба жидкости h, уравновешивающего давление, равна сумме столбов h1 и h2. Площадь сечения сосуда значительно больше площади сечения измерительной трубки, поэтому столб h2 значительно меньше столба h1. Столбом h2 можно пренебречь или при измерениях вводят соответствующую поправку.

Рабочей жидкостью в этих приборах могут быть дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт.

В деформационных манометрах от измеряемого давления зави­сит степень деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы.

К деформационным относятся:

— пружинные манометры, в которых чувствительным элементом является трубчатая пружина;

— сильфонные, функционируют на основе сильфона;

— мем­бранные — на основе мембраны или мембранной коробки.

В грузопоршневых приборах, имеющих в большинстве случаев в качестве рабочего тела жидкость и часто называемых жидкост­ными, измеряемое давление уравновешивается давлением, созда­ваемым массой поршня с грузоприемным устройством, и массой грузов с учетом сил жидкостного трения.

Электрические манометры делятся на две группы:

1) основаны на свойстве некоторых материалов изменять свои электрические параметры под действием давления;

2) основаны на преобразовании механического воздействия измеряемой величины в электрический параметр при помощи соответствующих преобразователей.

По принципу действия различают электрические манометры, которые под действием давления изменяют:

2) магнитную проницаемость;

По назначению манометры подразделяются на следующие:

· общепромышленные, имеющие также название общетехни­ческих или рабочих;

· эталонные, включающие государственный первичный, рабо­чие и другие эталоны.

Общепромышленные манометры предназначены для измерения давления непосредственно в ходе производственных процессов в рабочих точках промышленного оборудования.

Эталонные приборы используются для хранения и передачи размера единиц давления в целях единообразия, достоверности и обеспечения высокой точности его измерений.

В целях упорядочения отечественной метрологической терми­нологии и приближения ее к международной в нашей стране тер­мин образцовое средство измерений заменен на термин рабочий эталон. Рабочие эталоны подразделяют на разряды (1, 2, 3-й), как это было принято для образцовых средств.

В промышленности встречаются контрольные манометры, ко­торые применяются для контроля правильности показаний техни­ческих манометров в местах их установки. Термин «контрольные» специфичен для промышленных условий и не имеет места в зако­нодательной метрологии настоящего времени, но широко исполь­зовался ранее. Вместо него сейчас используют термин «маномет­ры повышенной точности».

По особенностям измеряемой рабочей среды манометрические приборы можно подразделить на следующие:


В общепромышленных манометрах, предназначенных для эксплуатации в нормальных условиях промышленных предприятий, держатели и чувствительные элементы изготовлены из медных сплавов.

В коррозионно-стойких манометрических устройствах подводящий штуцер-держатель и чувствительный элемент выполнены из нержавеющей стали. Традиционно для подводящих и присоединительных штуцеров, передаточных механизмов и корпусов отечественными производителями используется нержавеющая сталь 12Х18Н9(10)Т. Чувствительные элементы таких приборов также выполняются из нержавеющей стали, но во многих случаях другого химического состава.

Виброустойчивые манометры предназначены для эксплуатации в условиях повышенных внешних вибраций и пульсаций измеряемой среды.

К специальным отнесены приборы, применяемые в неагрессивных средах, которые взаимодействуют с медными сплавами. Таковыми являются манометрические устройства, предназначенные для измерения давления аммиачных сред. Их чувствительный элемент изготовляется из упругой нержавеющей (хорошими упругими свойствами обладают стали 36НХТЮ и 42НХТЮ) или углеродистых сталей. Штуцер изготовляется из обычной стали. Специальными называются также приборы, работающие с вязкими средами, а также кристаллизующимися веществами и веществами, содержащими твердые частицы. В них присоединительный штуцер выполняется большого проходного сечения (30—90 мм), а измерительная полость заполнена несжимающейся жидкостью и отделена от рабочего измерительного пространства мембраной, воспринимающей измеряемое давление. Для вязких, кристаллизующихся или агрессивных веществ и сред с твердыми вкраплениями рекомендуется применение в комплекте с манометрическими приборами мембранных разделителей.

По защищенности от воздействия окружающей среды прибо­ры, согласно ГОСТ 12997-84, подразделяют на следующие ис­полнения:

защищенное от попадания внутрь изде­лия твердых тел (пыли);

защищенные от попадания внутрь изде­лия воды;

защищенные от агрессивной среды;

защищенные от других внешних воздействий.

Несколько ви­дов защиты может сочетаться в одном изделии.

Манометр для измерения низкого давления газовой среды

Для измерения какого-либо давления рабочей среды в процессе технологического процесса используется манометр для измерения давления. В качестве рабочей среды выступают жидкости, газы, воздушная среда и даже пар. Используются различные манометры, конструкция которых зависит от способа снятия показаний. Приборы применяются во всех отраслях промышленности, строительстве и медицине.

Типы определяемых давлений

Из школьного курса физики известно, что для расчетов пользуются тремя видами давлений. Среди них следующие:

  • Атмосферное. Оно давно рассчитано и является постоянным для определенной точки земной поверхности. Атмосферное давление оказывает воздействие на все окружающие предметы в том числе и на человека. Но здоровый человек его не чувствует из-за уравновешивания внутренним давлением.
  • Избыточное. Создается посредством нагнетательных установок при условии замкнутого пространства. Повышенное давление в основном используется для приведения силовых механизмов в движение от слабосильного двигателя.
  • Пониженное (вакуумическое). Использование вакуумического давления обусловлено технологическими условиями. Созданное разряжение помогает втягивать рабочую среду в какую-либо емкость.

При обучении в институте появляется дополнительное понятие — абсолютное давление. Это сумма атмосферного и повышенного давлений.

Для снятия показаний должен выбираться соответствующий тип прибора.

Типы измерительных приборов

Манометры — это компактные приборы, предназначенные для измерения избыточного давления рабочей среды. С их помощью производится визуальный контроль за технологическим процессом. Технологическое оборудование может разрушиться при увеличении максимального значения.

Для многих встает проблема, какие бывают манометры и для чего. В зависимости от типа среды, способа снятия показаний и места установки различают следующие виды:

  • В зависимости от измерительного механизма:
    • мембранные;
    • пружинные;
    • жидкостные;
    • электроконтактные;
    • дифференциальные.
  • По функциональной нагрузке:
    • показывающие;
    • измерительные;
    • сигнализирующие;
    • образцовые;
    • высокоточные;
    • управляющие,
    • контрольные,
    • специальные.
  • По типу корпуса:
    • виброустойчивые;
    • взрывозащищенные,
    • коррозионно-стойкие.
  • По месту расположения:
    • технические;
    • судовые;
    • железнодорожные.
  • По способу отображения информации:
    • стрелочные;
    • самопишущие;
    • жидкостные.

Пружинный прибор предназначен, чтобы измерять показатели повышенной нагрузки жидкости или газа. Технология измерения основана на способности деформирования под действием нагрузки. К пружине закреплена указательная стрелка. Перед стрелкой располагается панель с расчерченной шкалой.

В другом варианте такого прибора выступает трубка Бурдона. Она имеет форму полусферы и, с одной стороны, глухая. Подаваемая нагрузка разгибает трубку, а одновитковая пружинка с индикаторной стрелкой поворачивается вокруг оси на угол расправления.

Мембранные измерители отличаются от пружинных приборов принципом измерения. Работают они за счет пневматической компенсации. Прогибание мембраны зависит от приложенной нагрузки.

Вариантов измерительных механизмов множество:

  • мембрана плоская гофрированная;
  • сильфонная мембрана.

Среди множества измерителей наибольшей популярностью пользуются устройства с пружиной Бурдона. Диапазон измерений доступен в диапазоне от 0,6 кгс/см2 до 1600 кгс/см2.

Жидкостные манометры работают по образу сообщающихся сосудов. В них два столба жидкости уравновешиваются. Можно сказать, что таким способом измеряется гидростатическое давление. На одной из трубок находится шкала. Приборы имеют малый диапазон измерения 10−100 Па и поэтому используются в лабораториях.

Электроконтактные измерители используются для определения значений разряжения (вакуума). К ним относятся вакуумметры и мановакуумметры. Работают с нейтральными жидкостями и газами, потому что изготавливаются из стали и латуни.

По внешнему виду электроконтактные манометры напоминают пружинные, но имеют значительно больший корпус. В нем располагается контактная группа. Основным назначением таких приборов считается аварийная сигнализация.

Образцовые манометры, по сути своей, являются эталонами, при помощи которых происходит проверка исправности рабочих манометров. Они имеют высокую точность благодаря зубчатой передаче передаточного механизма.

Специальные манометры названы так, потому что предназначены для измерения давления газов одного типа. Например, ацетилена, аммиака, кислорода и прочих. На передней части прибора указывается назначение, а его корпус окрашивается в определенный цвет:

  • черный — углекислота;
  • синий — кислород;
  • красный — пропан;
  • желтый — аммиак.

Виброустойчивые приборы предназначаются для отслеживания высокого скачкообразного давления или для сред, вызывающих сильные вибрации.

Самопишущие приборы производят измерения и сразу же производят запись результатов в виде диаграммы.

Судовыми манометрами производится измерение воды и пара в котлах, масла и дизельного топлива для силовой установки. При работе в условиях повышенной влажности они должны быть влаго- и виброустойчивыми.

Железнодорожные, как видно из названия, используются в локомотивах и подвижных составах железнодорожного транспорта. Их особенностью является преобразование полученных результатов в электронный и другой вид.

Дифференциальные приборы относятся к категории сложного оборудования. Работа измерителя основана на деформировании нескольких блоков, входящих следящий механизм. Определение показаний происходит после уравновешивания блоков, когда стрелка перестает перемещаться.

Каждый прибор имеет погрешность измерений и манометры не исключение. Они делятся на несколько точностных классов:

Устройство прибора

Среди множества устройств рассматривать устройство и принцип работы следует на самой распространенной модели. Устройство манометра для измерения давления таково:

  1. Корпус прибора.
  2. Трубка Бурдона.
  3. Стрелка индикаторная.
  4. Штуцер присоединительный.
  5. Передающий рычажно-пружинный механизм.
  6. Шкала.
  7. Стекло защитное.

Корпус манометра изготавливается из стали, и его образ напоминает цилиндр, который заглушен с одной стороны. В нем закрепляется рычажно-пружинный механизм с трубкой Бурдона. Для отображения показаний устанавливается шкала. А индикаторная стрелка, имеющая жесткое крепление к механизму, показывает приложенное усилие. Стекло защищает от внешнего воздействия.

Монтаж на водопровод проводится через полый штуцер. Жидкость, проходя через штуцер, попадает в трубку, которую пытается разогнуть.

Область применения

Практически все отрасли промышленности используют в своих механизмах манометры. Самые распространенные это:

  • машиностроение;
  • автомобилестроение (компрессоры);
  • сельское хозяйство;
  • газобаллонное оборудование;
  • жилищно-эксплуатационное хозяйство (котловое оборудование, водопровод);
  • домашнее хозяйство (отопительный котел, автоклав);
  • металлургия.

Газовый манометр

Газовые манометры имеют маркировку КМ. Предназначены для использования сухих сред, таких как воздух, кислород и прочие. Чтобы установить манометр низкого давления на трубопровод используется резьба М12х1,5.

Пред приобретением необходимо знать в чем измеряется давление газа. Самыми распространенными системами измерения в быту являются атмосфера и Bar. В промышленности используются кгс/см2 и МПа.

Правила подбора

Разные отрасли используют разные измерительные приборы. Чтобы подобрать нужный манометр требуется знать следующие требования:

  • тип измерителя;
  • диапазон производимых измерений;
  • класс точности;
  • контролируемая среда;
  • присоединительные размеры;
  • выдерживаемая нагрузка;
  • условия эксплуатации.

Измерить с гарантированной точностью можно после калибровки и испытания прибора. В случае необходимости производится его настройка.

Манометры для измерения давления газа: типы, особенности конструкции и действия измерителей

Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.

Разновидности

В группу приборов измеряющих избыточное давление входят:

Манометры — приборы с измерением от 0,06 до 1000 МПа (Измеряют избыточное давление — положительную разность между абсолютным и барометрическим давлением)

Вакуумметры — приборы измеряющие разряжения (давления ниже атмосферного) (до минус 100 кПа).

Мановакуумметры — манометры измеряющие как избыточное (от 60 до 240000 кПа), так и вакуумметрическое (до минус 100 кПа) давление.

Напоромеры -манометры малых избыточных давлений до 40 кПа

Тягомеры -вакуумметры с пределом до минус 40 кПа

Тягонапоромеры -мановакуумметры с крайними пределами не превышающими ±20 кПа

Данные приведены согласно ГОСТ 2405-88

Большинство отечественных и импортных манометров изготавливаются в соответствии с общепринятыми стандартами, в связи с этим манометры различных марок заменяют друг друга. При выборе манометра нужно знать: предел измерения, диаметр корпуса, класс точности прибора. Также важны расположение и резьба штуцера. Эти данные одинаковы для всех выпускаемых в нашей стране и Европе приборов.

Также существуют манометры измеряющие абсолютное давление, то есть избыточное давление+атмосферное

Прибор, измеряющий атмосферное давление, называется барометром.

Типы манометров

В зависимости от конструкции, чувствительности элемента различают манометры жидкостные, грузопоршневые, деформационные (с трубчатой пружиной или мембраной). Манометры подразделяются по классам точности: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 (чем меньше число, тем точнее прибор).

Виды манометров

По назначениям манометры можно разделить на технические — общетехнические, электроконтактные, специальные, самопишущие, железнодорожные, виброустойчивые(глицеринозаполненые), судовые и эталонные (образцовые).

Общетехнические: предназначены для измерения не агрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров.

Электроконтактные: имеют возможность регулировки измеряемой среды, благодаря наличию электроконтактного механизма. Особенно популярным прибором этой группы можно назвать ЭКМ 1У, хотя он давно снят с производства.

Специальные: кислородные- должны быть обезжирены, так как иногда даже незначительное загрязнение механизма при контакте с чистым кислородом может привести к взрыву. Часто выпускаются в корпусах голубого цвета с обозначением на циферблате О2(кислород); ацетиленовые -не допускают в изготовлении измерительного механизма сплавов меди, так как при контакте с ацетиленом существует опасность образования взрывоопасной ацетиленистой меди; аммиачные-должны быть коррозиестоикими.

Эталонные: обладая более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4) эти приборы служат для проверки других манометров. Устанавливаются такие приборы в большинстве случаев на грузопоршневых манометрах или каких-либо других установках способных развивать нужное давление.

Судовые манометры предназначены для эксплуатации на речном и морском флоте.

Железнодорожные: предназначены для эксплуатации на Ж/Д транспорте.

Самопишушие: манометры в корпусе, с механизмом позволяющим воспроизводить на диаграмной бумаге график работы манометра.

Термопроводность

Термопроводные манометры основываются на уменьшении теплопроводности газа с давлением. В таких манометрах встроена нить накала, которая нагревается при пропускании через неё тока. Термопара или датчик определения температуры через сопротивление (ДОТС) могут быть использованы для измерения температуры нити накала. Эта температура зависит от скорости с которой нить накала отдаёт тепло окружающему газу и, таким образом, от термопроводности. Часто используется манометр Пирани, в котором используется единственная нить накала из платины одновременно как нагревательный элемент и как ДОТС. Эти манометры дают точные показания в интервале между 10 и 10 −3 мм рт. ст., но они довольно чувствительны к химическому составу измеряемых газов.

Две нити накаливания

Одна проволочная катушка используется в качестве нагревателя, другая же используется для измерения температуры через конвекцию.

Манометр Пирани (oдна нить)

Манометр Пирани состоит из металлической проволоки, открытой к измеряемому давлению. Проволока нагревается протекающим через неё током и охлаждается окружающим газом. При уменьшении давления газа, охлаждающий эффект тоже уменьшается и равновесная температура проволоки увеличивается. Сопротивление проволоки является функцией температуры: измеряя напряжение через проволоку и текущий через неё ток, сопротивление (и таким образом давление газа) может быть определено. Этот тип манометра был впервые сконструирован Марчелло Пирани.

Термопарный и термисторный манометры работают похожим образом. Отличие же в том, что термопара и термистор используются для измерения температуры нити накаливания.

Измерительный диапазон: 10 −3 — 10 мм рт. ст. (грубо 10 −1 — 1000 Па)

Ионизационный манометр

Ионизационные манометры — наиболее чувствительные измерительные приборы для очень низких давлений. Они измеряют давление косвенно через измерение ионов образующихся при бомбардировке газа электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше ионов будет образовано. Калибрирование ионного манометра — нестабильно и зависит от природы измеряемых газов, которая не всегда известна. Они могут быть откалибрированы через сравнение с показаниями манометра Мак Леода, которые значительно более стабильны и независимы от химии.

Термоэлектроны соударяются с атомами газа и генерируют ионы. Ионы притягиваются к электроду под подходящим напряжением, известным как коллектор. Ток в коллекторе пропорционален скорости ионизации, которая является функцией давления в системе. Таким образом, измерение тока коллектора позволяет определить давление газа. Имеется несколько подтипов ионизационных манометров.

Измерительный диапазон: 10 −10 — 10 −3 мм рт. ст. (грубо 10 −8 — 10 −1 Па)

Большинство ионных манометров делятся на два вида: горячий катод и холодный катод. Третий вид — это манометр с вращающимся ротором более чувствителен и дорог, чем первые два и здесь не обсуждается. В случае горячего катода электрически нагреваемая нить накала создаёт электронный луч. Электроны проходят через манометр и ионизируют молекулы газа вокруг себя. Образующиеся ионы собираются на отрицательно заряженном электроде. Ток зависит от числа ионов, которое, в свою очередь, зависит от давления газа. Манометры с горячим катодом аккуратно измеряют давление в диапазоне 10 −3 мм рт. ст. до 10 −10 мм рт. ст. Принцип манометра с холодным катодом тот же, исключая, что электроны образуются в разряде созданным высоковольтным электрическим разрядом. Манометры с холодным катодом аккуратно измеряют давление в диапазоне 10 −2 мм рт. ст. до 10 −9 мм рт. ст. Калибрирование ионизационных манометров очень чувствительно к конструкционной геометрии, химическому составу измеряемых газов, коррозии и поверхностным напылениям. Их калибровка может стать непригодной при включении при атмосферном и очень низком давлении. Состав вакуума при низких давлениях обычно непредсказуем, поэтому масс-спектрометр должен быть использован одновременно с ионизационным манометром для точных измерений.

Горячий катод

Ионизационный манометр с горячим катодом Баярда-Алперта обычно состоит из трёх электродов работающих в режиме триода, где катодом является нить накала. Три электрода — это коллектор, нить накала и сетка. Ток коллектора измеряется в пикоамперах электрометром. Разность потенциалов между нитью накала и землёй обычно составляет 30 В, в то время как напряжение сетки под постоянным напражением — 180—210 вольт, если нет опционоальной электронной бомбардировки, через нагрев сетки, которая может иметь высокий потенциал приблизительно 565 Вольт. Наиболее распространённый ионный манометр — это горячим катодом Баярда-Алперта с маленьким ионным коллектором внутри сетки. Стеклянный кожух с отверстием к вакууму может окружать электроды, но обычно он не используется и манометр встраивается в вакуумный прибор напрямую и контакты выводятся через керамическую плату в стене вакуумного устройства. Ионизационные манометры с горячим катодом могут быть повреждены или потерять калибровку если они включаются при атмосферном давлении или даже при низком вакууме. Измерения ионизационных манометров с горячим катодом всегда логарифмичны.

Электроны испущенные нитью накала движутся несколько раз в прямом и обратном направлении вокруг сетки пока не попадут на неё. При этих движениях, часть электронов сталкивается с молекулами газа и формирует электрон-ионные пары (электронная ионизация). Число таких ионов пропорционально плотности молекул газа умноженной на термоэлектронный ток, и эти ионы летят на коллектор, формируя ионный ток. Так как плотность молекул газа пропорциональна давлению, давление оценивается через измерение ионного тока.


Чувствительность к низкому давлению манометров с горячим катодом ограничена фотоэлектрическим эффектом. Электроны, ударяющие в сетку, производят рентгеновские лучи, которые производят фотоэлектрический шум в ионном коллекторе. Это ограничивает диапазон старых манометров с горячим катодом до 10 −8 мм рт. ст. и Баярда-Алперта приблизительно к 10 −10 мм рт. ст. Дополнительные провода под потенциалом катода в луче обзора между ионным коллектором и сеткой предотвращают этот эффект. В типе извлечения ионы притягиваются не проводом, а открытым конусом. Поскольку ионы не могут решить, какую часть конуса ударить, они проходят через отверстие и формируют ионный луч. Этот луч иона может быть передан нa кружку Фарадея.

Холодный катод

Существует два вида манометров с холодным катодом: манометр Пеннинга (введённый Максом Пеннингом), и инвертированный магнетрон. Главное различие между ними состоит в положении анода относительно катода. Ни у одного из них нет нити накаливания, и каждому из них требуется напряжение до 0,4 кВ для функционирования. Инвертированные магнетроны могут измерять давления до 10 −12 мм рт. ст.

Такие манометры не могут работать если ионы, генерируемые катодом рекомбинируют прежде, чем они достигнут анод. Если средняя длина свободного пробега газа меньше, чем размеры манометра, тогда ток на электроде исчезнет. Практическая верхняя граница измеряемого давления манометра Пеннинга 10 −3 мм рт. ст.

Точно так же манометры с холодным катодом могут не включиться при очень низких давлениях, так как почти полное отсутствие газа мешает устанавливать электродный ток — особенно в манометре Пеннинга, который использует вспомогательное симметричное магнитное поле, чтобы создать траектории ионов порядка метров. В окружающем воздухе подходящие ионые пары формируются посредством воздействия космической радиации; в манометре Пеннинга приняты меры, чтобы облегчить установку пути разряда. Например, электрод в манометре Пеннинга обычно точно сужается, для облегчения полевой эмиссии электронов.

Циклы обслуживания манометров с холодным катодом вообще измеряются годами, в зависимости от газового типа и давления, в котором они работают. Используя манометр с холодным катодом в газах с существенными органическими компонентами, такими как остатки масла насоса, может привести к росту тонких углеродистых плёнок в пределах манометра, которые в конечном счете замыкают электроды манометра, или препятствуют гереации пути разряда.

Применение манометров

Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и регулировать давление. Наиболее часто манометры применяют в теплоэнергетике, на химических, нефтехимических предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

Цветовая маркировка

Довольно часто корпуса манометров, служащих для измерения давления газов, окрашивают в различные цвета. Так манометры с голубым цветом корпуса предназначены для измерения давления кислорода. Жёлтый цвет корпуса имеют манометры на аммиак, белый – на ацетилен, тёмно-зелёный – на водород, серовато-зелёный – на хлор. Манометры на пропан и другие горючие газы имеют красный цвет корпуса. Корпус чёрного цвета имеют манометры, предназначенные для работы с негорючими газами.

Как определить давление на манометре. Измерение давление газа и манометры

СОДЕРЖАНИЕ: Принцип работы Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.

Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.

В группу приборов измеряющих избыточное давление входят:

Манометры — приборы с измерением от 0,06 до 1000 МПа (Измеряют избыточное давление — положительную разность между абсолютным и барометрическим давлением)

Вакуумметры — приборы измеряющие разряжения (давления ниже атмосферного) (до минус 100 кПа).

Мановакуумметры — манометры измеряющие как избыточное (от 60 до 240000 кПа), так и вакуумметрическое (до минус 100 кПа) давление.

Напоромеры -манометры малых избыточных давлений до 40 КПа

Тягомеры -вакуумметры с пределом до минус 40 КПа

Тягонапоромеры -мановакуумметры с крайними пределами не превышающими ±20 кПа

Данные приведены согласно ГОСТ 2405-88

Большинство отечественных и импортных манометров изготавливаются в соответствии с общепринятыми стандартами, в связи с этим манометры различных марок заменяют друг друга. При выборе манометра нужно знать: предел измерения, диаметр корпуса, класс точности прибора. Также важны расположение и резьба штуцера. Эти данные одинаковы для всех выпускаемых в нашей стране и Европе приборов.

Также существуют манометры измеряющие абсолютное давление, то есть избыточное давление+атмосферное

Прибор, измеряющий атмосферное давление, называется барометром.

В зависимости от конструкции, чувствительности элемента различают манометры жидкостные, грузопоршневые, деформационные (с трубчатой пружиной или мембраной). Манометры подразделяются по классам точности: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 (чем меньше число, тем точнее прибор).

По назначениям манометры можно разделить на технические — общетехнические, электроконтактные, специальные, самопишушие, железнодорожные, виброустойчивые(глицеринозаполненые), судовые и эталонные (образцовые).

Общетехнические: предназначены для измерения не агрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров.

Электроконтактные: имеют возможность регулировки измеряемой среды, благодаря наличию электроконтактного механизма. Особенно популярным прибором этой группы можно назвать ЭКМ 1У, хотя он давно снят с производства.

Специальные: кислородные- должны быть обезжирены, так как иногда даже незначительное загрязнение механизма при контакте с чистым кислородом может привести к взрыву. Часто выпускаются в корпусах голубого цвета с обозначением на циферблате О2(кислород); ацетиленовые -не допускают в изготовлении измерительного механизма сплавов меди, так как при контакте с ацетиленом существует опасность образования взрывоопасной ацетиленистой меди; аммиачные-должны быть коррозиестоикими.

Эталонные: обладая более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4) эти приборы служат для поверки других манометров. Устанавливаются такие приборы в большинстве случаев на грузопоршневых манометрах или каких-либо других установках способных развивать нужное давление.

Судовые манометры предназначены для эксплуатации на речном и морском флоте.

Железнодорожные: предназначены для эксплуатации на Ж/Д транспорте.

Самопишушие: манометры в корпусе, с механизмом позволяющим воспроизводить на диаграмной бумаге график работы манометра.

Термопроводные манометры основываются на уменьшении теплопроводности газа с давлением. В таких манометрах встроена нить накала, которая нагревается при пропускании через нее тока. Термопара или датчик определения температуры через сопротивление (ДОТС) могут быть использованы для измерения температуры нити накала. Эта температура зависит от скорости с которой нить накала отдаёт тепло окружающему газу и, таким образом, от термопроводности. Часто используется манометр Пирани, в котором используется единственная нить накала из платины одновременно как нагревательный элемент и как ДОТС. Эти манометры дают точные показания в интервале между 10 и 10−3 мм рт. ст., но они довольно чувствительны к химическому составу измеряемых газов.

[править]Две нити накаливания

Одна проволочная катушка используется в качестве нагревателя, другая же используется для измерения температуры через конвекцию.

Манометр Пирани (oдна нить)

Манометр Пирани состоит из металлической проволоки, открытой к измеряемому давлению. Проволока нагревается протекающим через нее током и охлаждается окружающим газом. При уменьшении давления газа, охлаждающий эффект тоже уменьшается и равновесная температура проволоки увеличивается. Сопротивление проволоки является функцией температуры: измеряя напряжение через проволоку и текущий через неё ток, сопротивление (и таким образом давление газа) может быть определено. Этот тип манометра был впервые сконструирован Марчелло Пирани.

Термопарный и термисторный манометры работают похожим образом. Отличие же в том, что термопара и термистор используются для измерения температуры нити накаливания.

Измерительный диапазон: 10−3 — 10 мм рт. ст. (грубо 10−1 — 1000 Па)

Ионизационные манометры — наиболее чувствительные измерительные приборы для очень низких давлений. Они измеряют давление косвенно через измерение ионов образующихся при бомбардировке газа электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше ионов будет образовано. Калибрирование ионного манометра — нестабильно и зависит от природы измеряемых газов, которая не всегда известна. Они могут быть откалибрированы через сравнение с показаниями манометра Мак Леода, которые значительно более стабильны и независимы от химии.

Термоэлектроны соударяются с атомами газа и генерируют ионы. Ионы притягиваются к электроду под подходящим напряжением, известным как коллектор. Ток в коллекторе пропорционален скорости ионизации, которая является функцией давления в системе. Таким образом, измерение тока коллектора позволяет определить давление газа. Имеется несколько подтипов ионизационных манометров.

Измерительный диапазон: 10−10 — 10−3 мм рт. ст. (грубо 10−8 — 10−1 Па)

Большинство ионных манометров делятся на два вида: горячий катод и холодный катод. Третий вид — это манометр с вращающимся ротором более чувствителен и дорог, чем первые два и здесь не обсуждается. В случае горячего катода электрически нагреваемая нить накала создаёт электронный луч. Электроны проходят через манометр и ионизуют молекулы газа вокруг себя. Образующиеся ионы собираются на отрицательно заряженном электроде. Ток зависит от числа ионов, которое, в свою очередь, зависит от давления газа. Манометры с горячим катодом аккуратно измеряют давление в диапазоне 10−3 мм рт. ст. до 10−10 мм рт. ст. Принцип манометра с холодным катодом тот же, исключая, что электроны образуются в разряде созданным высоковольтным электрическим разрядом. Манометры с холодным катодом аккуратно измеряют давление в диапазоне 10−2 мм рт. ст. до 10−9 мм рт. ст. Калибрирование ионизационных манометров очень чувствительно к конструкционной геометрии, химическому составу измеряемых газов, коррозии и поверхностным напылениям. Их калибровка может стать непригодной при включении при атмосферном и очень низком давлении. Состав вакуума при низких давлениях обычно непредсказуем, поэтому масс-спектрометр должен быть использован одновременно с ионизационным манометром для точных измерений.

Ионизационный манометр с горячим катодом Баярда-Алперта обычно состоит из трёх электродов работающих в режиме триода, где катодом является нить накала. Три электрода — это коллектор, нить накала и сетка. Ток коллектора измеряется в пикоамперах электрометром. Разность потенциалов между нитью накала и землёй обычно составляет 30 В, в то время как напряжение сетки под постоянным напражением — 180-210 вольт, если нет опционоальной электронной бомбардировки, через нагрев сетки, которая может иметь высокий потенциал приблизительно 565 Вольт. Наиболее распространенный ионный манометр — это горячим катодом Баярда-Алперта с маленьким ионным коллектором внутри сетки. Стеклянный кожух с отверстием к вакууму может окружать электроды, но обычно он не используется и манометр встраивается в вакуумный прибор напрямую и контакты выводятся через керамическую плату в стене ваккумного устройства. Ионизационные манометры с горячим катодом могут быть повреждены или потерять калибровку если они включаются при атмосферном давлении или даже при низком вакууме. Измерения ионизационных манометров с горячим катодом всегда логарифмичны.

Электроны испущенные нитью накала движутся несколько раз в прямом и обратном направлении вокруг сетки пока не попадут на неё. При этих движениях, часть электронов сталкивается с молекулами газа и формирует электрон-ионные пары (электронная ионизация). Число таких ионов пропорционально плотности молекул газа умноженной на термоэлектронный ток, и эти ионы летят на коллектор, формируя ионный ток. Так как плотность молекул газа пропорциональна давлению, давление оценивается через измерение ионного тока.

Чувствительность к низкому давлению манометров с горячим катодом ограничена фотоэлектрическим эффектом. Электроны, ударяющие в сетку, производят рентгеновские лучи, которые производят фотоэлектрический шум в ионном коллекторе. Это ограничивает диапазон старых манометров с горячим катодом до 10−8 мм рт. ст. и Баярда-Алперта приблизительно к 10−10 мм рт. ст. Дополнительные провода под потенциалом катода в луче обзора между ионным коллектором и сеткой предотвращают этот эффект. В типе извлечения ионы притягиваются не проводом, а открытым конусом. Поскольку ионы не могут решить, какую часть конуса ударить, они проходят через отверстие и формируют ионный луч. Этот луч иона может быть передан нa кружку Фарадея.

Существует два вида манометров с холодным катодом: манометр Пеннинга (введённый Максом Пеннингом), и инвертированный магнетрон. Главноое различие между ними состоит в положении анода относительно катода. Ни у одного из них нет нити накаливания, и каждому из них требуется напряжение до 0,4 кВ для функционирования. Инвертированные магнетроны могут измерять давления до 10−12 мм рт. ст.

Такие манометры не могут работать если ионы, генерируемые катодом рекомбинируют прежде, чем они достигнут анод. Если средняя длина свободного пробега газа меньше, чем размеры манометра, тогда ток на электроде исчезнет. Практическая верхняя граница измеряемого давления манометра Пеннинга 10−3 мм рт. ст.

Точно так же манометры с холодным катодом могут не включиться при очень низких давлениях, так как почти полное отсутствие газа мешает устанавливать электродный ток — особенно в манометре Пеннинга, который использует вспомогательное симметричное магнитное поле, чтобы создать траектории ионов порядка метров. В окружающем воздухе подходящие ионые пары формируются посредством воздействия космической радиации; в манометре Пеннинга приняты меры, чтобы облегчить установку пути разряда. Например, электрод в манометре Пеннинга обычно точно сужается, для облегчения полевой эмиссии электронов.

Циклы обслуживания манометров с холодным катодом вообще измеряются годами, в зависимости от газового типа и давления, в котором они работают. Используя манометр с холодным катодом в газах с существенными органическими компонентами, такими как остатки масла насоса, может привести к росту тонких углеродистых плёнок в пределах манометра, которые в конечном счете замыканут электроды манометра, или препятствуют гереации пути разряда.

Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и регулировать давление. наиболее часто манометры применяют в теплоэнергетике, на химических, нефтехимических предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

Довольно часто корпуса манометров, служащих для измерения давления газов, окрашивают в различные цвета. Так манометры с голубым цветом корпуса предназначены для измерения давления кислорода. Желтый цвет корпуса имеют манометры на аммиак, белый – на ацителен, темно-зеленый – на водород, серовато-зеленый – на хлор. Манометры на пропан и другие горючие газы имеют красный цвет корпуса. Корпус черного цвета имеют манометры предназначенные для работы с негорючими газами.

По принципу действия манометры подразделяют на жидкостные (трубные) манометры, пружинные манометры, мембранные манометры, сильфонные манометры, пьезоэлектрические манометры, поршневые манометры, радиоактивные и проволочные (тензоманометры) манометры. В этой статье рассматриваются лишь жидкостные (трубные), пружинные, мембранные и сильфонные манометры, получившие наибольшее применение в промышленности.

Жидкостные (трубные) манометры принцип действия которых основан на уравновешивании измеряемого давления столба жидкости, выпускают нескольких типов:

Колокольные и поплавковые манометры применяют реже других, поэтому в данной статье они не описаны.

U-образный манометр наиболее простой по конструкции состоит из U-образной стеклянной трубки заполненной жидкостью, и прямолинейной, миллиметровой шкалы. Шкала чаще всего бывает двусторонней с нулевой отметкой посередине. Нижняя часть трубки заполнена до нулевой отметки. К одному концу трубки по гибкой резиновой или пластмассовой трубке подводится давление измеряемой среды. Под действием этого давления жидкость в одном колене трубки понижается, а в другом — повышается. Разность уровней, определяемая по шкале, показывает избыточное давление измеряемой среды.

При частых изменениях давления измеряемой среды уровень Жидкости в трубках колеблется, в связи с чем трудно производить точный отсчет по шкале в обеих трубках одновременно. В этом случае более удобен однотрубный (чашечный) манометр. Он состоит из сосуда (чаши), сечение которого во много раз больше сечения трубки. При измерении давления уровень жидкости в трубке малого сечения поднимается на большую высоту, в то время как в чаше большого сечения он опускается незначительно. Поэтому показания прибора можно отсчитывать только по изменению уровня жидкости в трубке малого сечения, пренебрегая изменением уровня в чаше.

Если к U-образному или чашечному манометру давление подводится только к одному концу трубки, то измеряется разность подведенного и атмосферного давлений. В этом случае другой конец трубки открыт и сообщается с атмосферой. Если же к обоим концам трубки или чаше и трубке подвести давление контролируемых сред, то манометр будет измерять разность этих давлений. Такие манометры называются дифференциальными.

Кольцевой манометр, называемый кольцевыми весами, представляет собой металлическую трубку, согнутую в кольцо и установленную на призме. Нижняя половина кольца заполнена жидкостью, в верхней имеется перегородка. При разности давления Ризб и Ратм жидкость будет перетекать в сторону меньшего давления. Перетекание жидкости приведет к изменению центра тяжести и повороту кольца, а вместе с ним и стрелки прибора, которая по шкале покажет изменение давления. Чтобы получить шкалу прибора равномерной, предусмотрено специальное лекальное устройство.

Приборами «кольцевые весы» измеряют давление, разрежение и перепад давления, в последнем случае их называют дифференциальными манометрами (дифманометрами). Давление подводят к кольцу посредством гибких резиновых и пластмассовых трубок 8, а при измерении высоких давлений применяют металлические трубки, выполненные в виде спирали.

Пружинные манометры. Чувствительным элементом в них являются одно или многовитковые пружины. Чувствительный элемент связан механически с измерительным устройством и вместе с ним находится в общем корпусе. Одновитковая пружина представляет собой стальную или латунную полую трубку, согнутую по окружности. Один конец пружины впаян в основание прибора. На этом же основании смонтирован механизм передачи со стрелкой и круглый корпус манометра. Измеряемая среда подводится во внутреннюю полость пружины через ниппель.

Под давлением измеряемой среды трубчатая пружина стремится выпрямиться, ее свободный конец отклоняется и через тягу поворачивает зубчатый сектор, который в свою очередь поворачивает грибку (шестерню), а с ней и стрелку на угол, пропорциональный давлению. При повороте шестерни стрелка, сидящая на ее пси, тоже поворачивается и указывает на шкале измеряемое давление. Многовитковая пружина представляет собой полую трубку с пятью — семью витками, расположенными по винтовой линии. Пружина одним концом А неподвижно закреплена в корпусе прибора и через капиллярную трубку соединяется с измеряемой средой. Второй свободный конец Б пружины наглухо закрыт и через втулку соединен с осью.

Многовитковая трубчатая пружина длиннее одновитковой, поэтому ее свободный конец при том же давлении перемещается значительно больше. Под действием давления пружина, раскручиваясь, поворачивает ось и сидящий на ней рычаг с кареткой. Поворот рычага и каретки передается через тягу поводку и мостику. С мостиком жестко связан держатель пера. С изменением давления перо движется по диаграммной бумаге и записывает давление. Диаграммную бумагу перемещает часовой механизм или электрический синхронный двигатель. Манометры с многовитковой пружиной применяют главным образом как самопишущие приборы. Их используют также для дистанционной передачи показаний на расстояние. В этом случае в манометр встраивают электрическое или пневматическое передающее устройство.

Мембранные манометры. В качестве примера манометров этого типа на рассмотрим манометр мембранный электрический (ММЭ), входящий в систему ГСП, который является бесшкальным прибором. Их применяют для измерения избыточного давления неагрессивных жидкостей или газов и преобразования его в унифицированный электрический выходной сигнал, подаваемый на вторичный измерительный прибор.

Манометр состоит из трех основных узлов:

В измерительный блок входит мембранная коробка с плоской мембраной (чувствительный элемент), ввинченной в крышку, и магнитный плунжер. Измеряемое давление через штуцер подается внутрь корпуса, закрытого герметично крышкой. К крышке зажимом, надетым на втулку и затянутым винтом, жестко крепится преобразователь.

Усилитель установлен на трех стойках, укрепленных на крышке, под действием измеряемого давления скрепленной с мембраной плунжер перемещается вверх, в результате чего постоянный магнит М создает магнитный поток. Разность этого потока и потока обратной связи (устройство обратной связи на рисунке не показано) преобразуется в электрический сигнал рассогласования и усиливается усилителем, после чего в виде выходного токового нала подается на вторичный измерительный прибор.

Сильфонные манометры используют для измерения небольших давлений и разрежений в качестве показывающих и самопишущих приборов. Чувствительным элементом в них является сильфон, который представляет собой гофрированную тонкостенную металлическую трубку, изготовленную из высокопрочного сплава. Сильфоны преобразуют измеряемое давление в тяговое усилие, перемещающее стрелку манометра.

В сильфонном манометре один конец сильфона закреплен на жестком неподвижном основании, другой герметически закрыт. Давление подводят внутрь сильфона через основание. Если давление больше атмосферного, то длина сильфона увеличивается, вследствие чего стрелка (или перо) прибора через систему рычагов движется по шкале. Для увеличения жесткости внутри сильфона установлена пружина.

Напоромеры, тягомеры и тягонапоромер используют для измерения давлений (напора) до 2500 мм вод. ст. и разрежений (тяги), они работают по такому же принципу, как и описанные выше приборы для измерения давления.

Мембранные напоромеры с горизонтальной профильной шкалой применяют для измерения давления сухого не запыленного воздуха в установках промышленной вентиляции, котельных установках, печных агрегатах и установках кондиционирования воздуха. Чувствительный элемент этого прибора — герметическая мембранная коробка из упругой латуни с двумя круглыми металлическими гофрированными крышками-мембранами, спаянными по окружности. При изменении давления ведущий штифт, припаянный к центру верхней мембраны, перемещается вместе с ней, поворачивая при этом коленчатый рычаг. Последний через тягу и рычаг поворачивает ось и закрепленную на ней стрелку по шкале. Ход мембраны не пропорционален изменению давления, поэтому для выравнивания хода мембраны и обеспечения равномерности шкалы применяют специальное устройство, состоящее из плоской пружины и кронштейна с установочными винтами, регулируемыми таким образом, чтобы стрелка прибора перемещалась равномерно.

Стрелку прибора устанавливают на нуль конусным регулирующим винтом и рычагом. При этом пружина оттягивает рычаг вниз, прижимая его к конусу.

Тягомеры отличаются от напоромеров только расположением кронштейна с установочными винтами. У напоромеров кронштейн находится над пружиной, а у тягомеров — под пружиной.

Тягонапоромер имеют два кронштейна с установочными винтами, один из которых расположен над пружиной, а другой — под ней.

Вакуумметры. Принцип действия их аналогичен принципу действия пружинных манометров с одновитковой трубчатой пружиной. В вакуумметрах давление внутри трубчатой пружины меньше атмосферного давления, поэтому она не стремится выпрямиться (как в пружинных манометрах), а, наоборот, еще больше скручивается.

Мановакуумметры. С правой стороны от нулевой отметки шкалы ведут отсчет избыточного давления, а с левой стороны — разрежения.

Специальные манометры – манометры измеряющие давление сред, отличных от нормальных; активных по отношению к медным сплавам; имеющие конструктивные особенности для использования в особых условиях.

Газовые манометры. Конструкция газовых манометров предусматривает меры безопасности дляперсонала при разрыве чувствительного элемента, приборы настраиваются и испытываются на средах, исключающих масла или в последующем очищаться от излишков масел.

Корпуса газовых манометры рекомендовано окрашивать в различные цвета (аммиак – желтый, ацетилен – белый, водород – темно-зеленый, кислород — голубой, хлор и фосген — серовато-зеленый, пропан и другие горючие газы – красный, другие негорючие газы – черный). Но не все производители придерживаются такой рекомендации. При заказе и эксплуатации газовых манометров необходимо учитывать, что многие газы обладают специфическими свойствами (водород разрушает сталь; ацетилен при соприкосновении с медными сплавами, содержащими более 70% меди, образует ацетиленистую медь – взрывчатое вещество). Манометры, используемые для измерения давления ацетилена, кислорода и пропана могут также называться сварочными. Примеры (ТМ серия 10)

Кислородные манометры – манометры, измеряющие давление кислорода (сред с долей кислорода 23% и более). Контакт кислорода с минеральными маслами и некоторыми органическими веществами вызывает взрыв, причем мощность и возникновение взрыва не определяется количеством масла. Принципиальная отличительная особенность кислородных манометров – это строгий контроль предельно допустимых концентраций масла на поверхностях манометра, которые контактируют с кислородсодержащими средами. На шкале манометра должно быть обозначение — кислород, маслоопасно .

Конструкция, диапазоны измерений, классы точности, размеры корпусов кислородных манометров практически не отличается от технических манометров. К кислородным манометрам, как и газовым, предъявляются повышенные требования надежности прибора. Технические манометры могут переводиться в разряд кислородных путем обезжиривания, последующего контроля наличия масла на внутренних поверхностях прибора и нанесения соответствующего обозначения на шкале прибора (специальное исполнение технических манометров, электроконтактных манометров, взрывозащищенных манометров, виброустойчивых манометров, судовых манометров — указывается при заказе манометра).

Железнодорожные манометры (МПф). Применяются для измерения давления неагрессивных по отношению к медным сплавам жидкостей и газов (вода, топливо, масло, воздух) в силовых и тормозных системах и установках подвижного состава железных дорог, метрополитена и вагонов трамваев, а также для измерения давления хладонов (указывать при заказе) в холодильных машинах, устанавливаемых в железнодорожных вагонах-рефрижератора. Железнодорожные манометры имеют конструктивные особенности крепления манометра и корпуса, характеризуются виброустойчивостью, корпус изготовлен из нержавеющей стали. Судовые манометры (МТСПф-100-OM2, МНКр-60 ). Манометры судовые предназначены для измерения давления жидкостей (дизельного топлива, масла, воды, морской воды), газов и водяного пара в окружающей среде, насыщенной парами смазочного масла, дизельного топлива и морской воды. Специальное исполнение для измерения давления хладонов и кислорода (указывать при заказе).

Специальные манометры для вязких, кристаллизующихся, содержащих твердые частицы сред. Манометры для пищевой промышленности (МТП100/1-ВУМ ).

Аммиачные манометры (описаны в разделе Коррозионностойкие манометры)

Котловые манометры (ДМ8010-Уф, раздел Показывающие манометры)

Как измерить давление на выходе редуктора:

Те, кто пытался приобрести манометр для измерения низкого давления, знают что сделать это не так-то просто, да и цена на них не маленькая, 2000-3000 руб.
Как же измерить давление газа на выходе редуктора?
В этой статье мы расскажем вам о нескольких, достаточно бюджетных, способах.

Способ № 1:
Измерение давления с помощью U – образного манометра

U -образный манометр – это жидкостный манометр, состоящий из сообщающихся сосудов, в которых измеряемое давление определяют по одному или нескольким уровням жидкости.
В U -образных стеклянных манометрах свободный конец трубки сообщается с атмосферой, а к другому концу подводится измеряемое давление. Простейшая схема измерения давления жидкостным стеклянным манометром показана на рисунке:

Атмосферное давление P атм воздействует на один конец U -образной трубки, частично заполненной рабочей жидкостью. Другой конец трубки с помощью различного рода подводящих устройств соединен с областью измеряемого давления P абс . При Р абс > Р атм жидкость, находящаяся в части подведенного измеряемого давления, будет вытесняться в часть, соединенную с атмосферой. В результате между уровнями жидкостей, находящимися в разных частях U -образной трубки, образуется столб жидкости, высота h – измеряемое избыточное давление.

На рисунке показан U -образный жидкостный стеклянный мановакуумметр. U -образная стеклянная трубка 1 с помощью скоб 2 крепится на металлическом или деревянном основании 3. На нем же, между двумя трубками, установлена шкальная пластина 4 с нанесенной линейной разметкой. Трубка заполняется рабочей жидкостью до нулевой отметки относительно шкальной пластины. Утолщения на концах стеклянной трубки предназначены для более плотного подсоединения резиновых шлангов.

При измерении избыточного давления к одному концу U -образной трубки подается среда измеряемого давления. Второй выход остается свободным и сообщается с атмосферой. Аналогичная ситуация происходит при измерении вакуумметрического давления. Симметричность линейной разметки на шкальной пластине обеспечивает применимость прибора для измерения избыточного и (или) вакуумметрического давления.
U -образные жидкостные манометры с водой в качестве рабочей жидкости могут использоваться как напоромеры, тягонапоромеры и тягомеры для измерения давления воздуха, неагрессивных газов в диапазоне ±10 кПа (100 mbar).

Вы можете купить готовый манометр со стеклянной трубкой. Также данный манометр можно изготовить собственными силами, используя прозрачную ПВХ трубку и линейку.
Естественно, что показания данного манометра будут в мм. водяного столба. Что бы перевести их в в другую величину воспользуйтесь конвертером в конце этой страницы.

Способ № 2:
Измерение давления с помощью бытового тонометра для измерения артериального давления

Давление можно измерить бытовым тонометром для измерения артериального давления.

1. Возьмите тонометр (не полный автомат, а тот в котором манжета накачивается с помощью резиновой груши).

2. Отсоедините грушу и подберите кусочек шланга, который выступит в роли переходника между редуктором и шлангом тонометра.

3. Соедините выход редуктора со шлангом тонометра (вентиль на баллоне должен быть закрыт)

4. Пережмите шланг идущий к манжете (можно воспользоваться струбциной, маленькими тисками или, сложив шланг несколько раз, перетянуть его ниткой).

5. Нажмите кнопку «Старт» на тонометре. Тонометр выполнит калибровку и через несколько секунд будет готов к измерению, на дисплее будет светиться «0»

6. Откройте вентиль на баллоне, тонометр покажет выходное давление редуктора в мм. ртутного столба. Обратите внимание на манжету, она не должна надуваться.

7. ЗАКРОЙТЕ ВЕНТИЛЬ НА БАЛЛОНЕ.

Чтобы перевести полученное значение в миллибары воспользуйтесь конвертером, расположенным в конце страницы.

Если у вас регулируемый редуктор и вам необходимо выставить определенное давление, выполните следующие действия:
— в конвертере величин введите необходимое значение в миллибарах
— определите соответствующее ему значение в мм. ртутного столба
— нажмите кнопку старт на тонометре, тонометр выполнит калибровку и через несколько секунд будет готов к измерению, на дисплее будет светиться «0»
— откройте вентиль на баллоне, тонометр покажет выходное давление редуктора в мм. ртутного столба
— регулируя редуктор, выставьте необходимое вам значение.
— закройте вентиль на баллоне

ВНИМАНИЕ!
Не используйте тонометр для постоянного (непрерывного) измерения давления газа.
Материалы, из которых сделан тонометр, не предназначены для длительного контакта со Сжиженным Углеводородным Газом.

Конвертер газовых величин:

Скоро мы расскажем еще об одном простом и недорогом способе измерения низкого давления

Приборы для измерения давления

Давление и его виды, единицы измерения. Давлением жидкости, газа или пара называют силу, действующую равномерно на единицу площади. При измерении различают барометрическое, избыточное и абсолютное давление.

Барометрическое (атмосферное) давление р б — давление, создаваемое массой воздушного столба земной атмосферы. Величина превышения дав­ления измеряемой среды над барометрическим составляет избыточное дав­ление р. Показаниями подавляющего большинства приборов, измеряющих давление, является именно избыточное давление. Абсолютное |полное ) дав­ление — это давление жидкости или газа в закрытом сосуде, т. е. это абсо­лютное давление среды р а, которое может быть больше или меньше бароме­трического. В первом случае абсолютное давление равно сумме барометри­ческого и избыточного давлений (р а = р 6 + р из6 ), во втором случае абсолютное давление меньше барометрического на величину р р, называемую разрежением (р а = р 6 + р р )

Жидкостные стеклянные манометры. Различают двухтрубные (U-образные) и однотрубные (чашечные) жидкостные стеклянные манометры, они исполь­зуются для измерения давления газа или воздуха до 5 кПа (500 мм вод. ст.). В качестве рабочего вещества в них используются жидкости — вода, этило­вый спирт, ртуть.

Тягомеры и напоромеры. Для измерения небольших разрежений и из­быточных давлений (продуктов горения, газа, воздуха) применяются тяго­меры (для разрежения), напоромеры (для давления) и тягонапоромеры (для разрежения и давления). Эти приборы широко используются для определе­ния давления, разрежения в топках, газоходах и воздуховодах котла и имеют одностороннюю или двустороннюю (тягонапоромеры) шкалу, градуи­рованную в Па, кгс/м 2 или мм вод. ст.


Так как между этими приборами нет существенного различия, доста­точно рассмотрения, например, тягонапоромеров. Наибольшее распростра­нение получили жидкостные стеклянные и мембранные тягонапоромеры.

Жидкостные тягонапоромеры по сути не отличаются от жидкостных одно- и двухтрубных манометров. Приборы заполняются чаще всего этило­вым спиртом или дистиллированной водой.

При относительно точных измерениях небольших избыточных давле­ний или разрежений до 2 кПа (до 200 кгс/м 2) применяются жидкостные однотрубные (чашечные) тягонапоромеры с наклонной измерительной труб­кой типа ТНЖ-Н и ТНЖ-Щ (соответственно для настенного и щитового монтажа).

Жидкостный однотрубный тягонапоромер типа ТНЖ-Н (рис. 1.8) по­казан со снятой передней крышкой. Он состоит из стеклянного сосуда 14 и присоединенной к нему стеклянной измерительной трубки 12 внутренним диаметром 2. 2,5 мм, укрепленных при помощи скоб и винтов в металли­ческом корпусе 11. Около трубки расположена шкала 13, которую можно перемещать с помощью ходового винта 5 с головкой 9. Ходовой винт с го­ловкой служит для корректировки нуля, позволяя при установке и экс­плуатации прибора совмещать нулевую отметку шкалы с меткой рабочей жидкости в измерительной трубке. В верхней части корпуса закреплены штуцеры 3 и 6, соединенные резиновыми трубками 2 и 10 соответственно с сосудом 14 и измерительной трубкой 12.

Рис 1.8. Жидкостный однотрубный тягонапоромер типа ТНЖ-Н:

1,8 — ушки; 2,10 — резиновые трубки; 3,6 — штуцеры; 4 — уровень; 5 — ходовой винт; 7 — винт для установки прибора на уровень; 9 — головка винта; 11 — корпус; 12 — измерительная трубка; 13 — шкала; 14 — стеклянный сосуд

При измерении давления прибор сообщается со средой через штуцер 3, а при измерении разрежения — через штуцер 6.

Для установки тягонапоромера под определенным углом наклона слу­жит уровень 4. Установка прибора производится при помощи ушек 1 и 8, из которых последнее позволяет менять угол наклона корпуса с помощью винта 7.

Тягонапоромеры типов ТНЖ-Н и ТНЖ-Щ имеют верхний предел из­мерения 0,25; 0,4; 0,6; 1,0 и 1,6 кПа (25; 40; 63; 100 и 160 кгс/м 2). В каче­стве рабочей жидкости используется подкрашенный этиловый спирт плот­ностью 850 кг/м 3 .

Для технических измерений применяется жидкостный дифференци­альный тягонапоромер типа ТДЖ (рис. 2.11). Прибор имеет стеклянную измерительную трубку 1 внутренним диаметром 10 мм, расположенную вертикально и соединенную резиновой трубкой 4 с сосудом 6 с жидкостью. Для установки нулевого положения мениска жидкости по шкале 2 сосуд 6 можно перемещать по вертикали при помощи ходового винта 5. Тягонапо­ромер комплектуется из отдельных приборов на несколько (до шести) точек измерения с общей фронтальной рамой 3.

Тягонапоромеры типа ТДЖ имеют шкалу с верхним пределом измере­ния 1,6. 6,3 кПа (160. 630 кгс/м 2). Рабочей жидкостью является подкра­шенная дистиллированная вода.

Рис. 1.9. Жидкостный дифференциалкный тягонапоромер типа ТДЖ:

1 — измерительная трубка,

2 — шкала; 3 — фрон­тальная рама;

4 — резиновая трубка;

6 — сосуд с жидкостью

Мембранные тягонапоромеры явля­ются показывающими приборами. Боль­шое распространение получили мембранные тягонапоромеры типов TM-II1 (тягомер), НМ-111 (напоромер) и THI1- П1 (тягонапоромер) с горизонтальной профильной шкалой и рычажным пере­даточным механизмом. Их устройство принципиально одинаковое за исклю­чением передаточного механизма, фор­мы шкалы и корпуса.

На рис. 1.10 изображен мембран­ный тягомер типа ТМ-П1. В прямо­угольном корпусе (на рисунке не по­казан) при помощи штуцера 8 плена упругая мембранная коробка 1, состоящая из двух спаянных по краям гофрированных дисковых мембран, выполненных из бериллиевой бронзы. Внутренняя полость мембранной коробки сообщается с измеряемой средой (в данном случае со средой меньщ его давления), а полость корпуса прибора — с атмосферой (со средой большего давления). С помощью поводка 4 верхняя часть мембранной коробки соеди­нена с фасонным рычагом 2 , сидящим на оси 3. Для увеличения жесткости упругой системы ось 3 закреплена на скобообразной плоской пружине 5.

Под воздействием переменной разности давлений мембранная коробка сжимается и разжимается, вызывая перемещение рычага 2 , тяги 14 и ры­чага сидящего на оси 12. На этой же оси закреплена стопорным винтом 10 указывающая стрелка 13 с противовесом 11. Конец стрелки передвига­ется вдоль горизонтальной профильной шкалы (на рисунке не показана). Спиральная пружина (волосок 15), закрепленная одним концом на оси стрелки и другим на неподвижной части прибора, служит для устранения влияния зазоров (люфтов) в сочленениях рычажного механизма.

Для установки стрелки прибора на начальную отметку шкалы служит корректор нуля 6. При вращении винта корректора происходят изгиб пру­жины 5 и передвижение рычажной системы, связанной со стрелкой.

Рис. 1.10. Показывающий мембранный тягомер типа ТМ-П1 с профильной шкалой:

1 — мембранная коробка; 2 — фасонный рычаг; 3,12 — оси; 4 — поводок;
5 — пружина; 5 — кор­ректор нуля; 7 — соединительная трубка; 8 — штуцер; 9 — рычаг; 10 — стопорный винт, противовес; 13 — стрелка; 14 — тяга, 15 — волосок

Пружинные манометры. Наиболее широкое применение для измерения из­быточного давления жидкости, газа и пара получили пружинные манометры.

Принцип действия пружинных манометров основан на использовании упругой деформации специальных пружин, возникающей под влиянием из­меряемого давления. По роду применяемых пружин манометры подразделяют на трубчатые (с одновитковой и многовитковой трубчатыми пружина­ми) и мембранные (с гармониковой мембраной — сильфоном).

Рис. 1.11. Показывающий манометр с одновитковой трубчатой пружиной:

1 — трубчатая пружина; 2 — стрелка; 3 — зубчатый сектор; 4 — пробка; 5 — поводок; б — корпус; 7 — штуцер; 8 — держатель; 9 — шкала; 10 — спиральная пружина; li — шестеренка

Показывающий манометр с одновитковой трубчатой пружиной при­веден на рис. 1.11. Трубчатая пружина 1 эллиптического сечения одним концом жестко соединена с держателем 8 , укрепленным в корпусе 6 мано­метра. Держатель имеет штуцер 7 с резьбой, служащей для сообщения при­бора с измеряемой средой. Свободный конец пружины закрыт запаянной пробкой 4 с шарнирной осью. Посредством поводка 5 он связан с передаточ­ным механизмом, состоящим из зубчатого сектора 3, сцепленного с шесте­ренкой 11, сидящей неподвижно на оси вместе с указывающей стрелкой 2. Спиральная пружина 10 прижимает зубцы шестеренки к зубцам сектора и устраняет «мертвый ход».

Под действием измеряемого давления трубчатая пружина частично раскручивается и тянет за собой поводок, приводящий в движение зубчато­секторный механизм и стрелку манометра, показывающую по шкале 9 ве­личину этого давления.

По функциям различают технические, контрольные и образцовые ма­нометры. Контрольные манометры типа МКО являются переносными при­борами, служащими для периодических точных измерений давления, а также для поверки технических манометров на рабочем месте. Образцовые пружинные манометры типа МО применяются для поверки технических и контрольных манометров.

Электроконтактные манометры . В системах автоматического регулирова­ния технологических процессов, в схемах сигнализации, устройствах тепло­вой защиты нашли применение электроконтактные манометры. На рис. 1.12 показаны внешний вид и принципиальная схема электроконтактного мано­метра. В приборе типа ЭКМ в качестве упругого чувствительного элемента используется одновитковая трубчатая пружина. По устройству прибор типа ЭКМ отличается от рассмотренного на рис. 1.11 пружинного манометра лишь наличием специальных электрических контактов i, 2 и 5. Установка контак­тов 1 и 2 может быть выполнена на любые отметки рабочей шкалы манометра вращением винта в головке 3, расположенной на наружной стороне стекла.

Если измеряемое давление среды в объекте уменьшится и достигнет нижнего значения, заданного на шкале с помощью контакта 1 , то стрелка 4 посредством контакта 5 замкнет цепь и включится лампа определенного цвета, например, зеленого JI 3 .

Если же давление среды увеличится до верхнего значения, заданного с помощью контакта 2, то стрелка с помощью контакта 5 замкнет цепь красной лампы JI K .

Приборы типа ЭКМ имеют класс точности 2,5.

Электроконтактный манометр типа ЭКМ:

6 — схема прибора;

1,2,5 — электрические контакты;

3 — головка с винтом;

Л к, Л з — лампы красного и зеленого цвета;

Манометры электрические дистанционные. В пружинных манометрах элек­трических дистанционных типа МЭД происходит преобразование в электри­ческий сигнал давления измеряемой среды, приводящего к механической деформации измерительной части прибора. Действие прибора типа МЭД осно­вано на использовании деформации одновитковой трубчатой пружины 1 (рис. 1.13), свободный конец которой связан рычагом со стальным сердечником (плунжером) 2 дифференциально-трансформаторного преобразователя 3.

Преобразователь состоит из двух секций первичной обмотки, намотан­ных последовательно (согласно), двух секций вторичной (выходной) обмотки, включенных встречно, и подвижного сердечника. Создаваемый первичной обмоткой преобразователя магнитный поток индуцирует в секциях выходной обмотки ЭДС е 1 и е 2 , значения которых

ъ=\хэ.жзависят от тока питания первичной обмотки и взаимных индуктивностей М 1 и М 2 между первой и второй сек­циями вторичной обмотки и первичной обмоткой. Взаимные индуктивности М 1 и М 2 равны между собой при среднем положении сердечника внутри катушки преобразователя. При перемещении сердечника вверх из среднего положения значение М 1 увеличивается, а М 2 уменьшается. При этом из­меняются величина и фаза выходного сиг-
нала Е дифференциально-транс­форматорного пре-
образователя. Приборы типа МЭД имеют классы точности 1 и 1,6.

Рис. 1.13. Пружинный манометр электрический дистанционный типа МЭД:

1 — трубчатая пружина; 2 — сердечник (плунжер); 3 — дифференциально- трансформаторный преобразователь; R 1 и R 2 — электрические сопротив­ления; р — импульс давления; Е — выходной сигнал

Для измерения температуры, давления, расхода газа и других параметров применяют контрольно-измерителш ные приборы.

Термометры — приборы, служащие для измерения температуры, бывают жидкостными, газовыми и электрическими.

Наибольшее распространение получили ртутные термометры, которые чаще всего применяют для измерения температур от -30 до 360 °С. В некоторых случаях изготовляют ртутные термометры для измерения темпе-: ратур и до 750 °С. При этом корпус термометра выполняют из кварца, а пространство над ртутью заполняется инертным газом. Ртутно-стеклянные термометры общего назначения подразделяют на лабораторные и технические.

Технические ртутные термометры выпускают для установки под углами 90 и 135°. Длина нижней погруженной части составляет: 85, 130, 180, 230, 280, 330, 430, 530, 750, 1 000 мм. Для предохранения от повреждений термометр устанавливают в металлической гильзе, заполненной машинным маслом.

Для измерения температур на расстоянии до 45 м применяют манометрические жидкостные или газовые термометры.

К электрическим термометрам относятся термометры сопротивления, действие которых основано на измерении электрического сопротивления проводника при нагревании или охлаждении.

Манометры — приборы, служащие для измерения давления, бывают жидкостными U-образными, пружинными и мембранными.

Самыми простыми по конструкции являются жидкостные U-образные. Эти манометры состоят из щитка, к которому прикреплена шкала с миллиметровыми делениями. К щитку прикреплена также U-образная стеклянная трубка диаметром 8-10 мм. Ее изгибают таким образом, чтобы расстояние между трубками составляло 5-8 см. В стеклянную трубку наливают воду или ртуть до нулевого показания на шкале на рабочем месте. В зависимости от заливаемой жидкости (воды или ртути) манометры называют водяными или ртутными. Так как ртуть тяжелее воды в 13,6 раза, то обычно для измерения давления газа до 500 мм вод. ст. применяют водяные манометры, а при большем давлении газа — ртутные.

В этом манометре один конец трубки открыт, другой с помощью резинового шланга соединен с газопроводом. Газ через резиновый шланг поступает к манометру. В закрытом колене уровень жидкости понижается ниже нуля, а в открытом колене — повышается. Например, уровень жидкости в закрытом колене опустился на 20 мм, а в открытом колене поднялся на 20 мм. Сумма двух величин и покажет давление газа, т. е. 20 + 20 = 40 мм. Если измерение производили при помощи водяного манометра, то давление газа будет составлять 40 мм вод. ст., если при помощи ртутного манометра, -40 мм рт. ст.
Для измерения давлений, превышающих атмосферное, применяют пружинные и мембранные манометры.

Пружинные манометры состоят из круглого корпуса, внутри которого заключена полая эллиптического сечения трубка. Один конец трубки запаян и соединен рычагом с передаточным механизмом, который насажен на ось. На другом конце оси закреплена стрелка. Второй конец трубки соединен со штуцером, откуда поступает Газ. При поступлении газа в полой трубке начинает повышаться давление, под действием которого она стремится выпрямиться. Запаянный конец трубки, передвигаясь, при помощи передаточного механизма заставляет двигаться стрелку, которая,останавливаясь на определенном делении, указывает величину давления.

Рис. 1. Ртутный термометр с гильзой

Рис. 2. Жидкостный манометр

Рис. 3. Пружинный манометр 1 — коробка; 2 — трубка; 3 — передаточный механизм; 1- штуцея с резьбой; 5 — кран

Рис. 4. Мембранный манометр 1 — мембрана; 2 — коробка мембраны; 3 — передаточный механизм; 4 — штуцер с резьбой

Рис. 5. Клапанный газовый счетчик а – общий вид; Б – разрез; 1 – впускной штуцер; 2 – ВЫПУСКНОЙ штуцер; 3- показатели израсходованного газа; 4- клапан

Мембранный манометр в отличие от пружинного имеет металлическую мембрану, воспринимающую давление газа. К центру мембраны прикреплен стерженек, связанный с передаточным механизмом, к которому, в свою очередь, присоединена стрелка циферблата. При воздействии газа на мембрану снизу стерженек поднимается вверх, заставляя работать передаточный механизм, и стрелка показывает величину давления газа.

Подключают манометры к трубопроводу через трехходовой кран, который служит для присоединения контрольного манометра, без снятия рабочего.

Газовые счетчики служат для измерения расхода газа. В настоящее время наибольшее распространение получили клапанный и роторные счетчики.

Клапанный газовый счетчик представляет собой цилиндрический резервуар, внутри которого помещен мех, разделяющий его на две части. Мех выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание которого — круглый диск. Боковая поверхность конуса представляет собой эластичную стенку. Диск меха располагается параллельно вертикальным стенкам конуса и при работе счетчика совершает возвратно-поступательное движение.

Корпус счетчика изготовляют из листовой стали, а диафрагму — из луженой стали, на которую плотно натягивают кожу меха. Для придания эластичности и малой газопроницаемости кожу пропитывают касторовым или оливковым маслом.

Счетчик работает следующим образом. При расходе газа давление в работающей камере начинает снижаться. В это время под действием напора, имеющегося в газопроводе и во второй камере счетчика, диафрагма (диск) выталкивает газ из первой камеры. Как только она освободится от газа, происходит автоматическое переключение первой камеры на газопровод и второй камеры на приборы. В результате в опорожненную камеру начинает по. ступать газ из сети, а из наполненной камеры — к приборам. Процесс переключения камер продолжается да тех пор, пока работают газовые приборы. Диафрагма при помощи рычагов и систем передач связана со счетным механизмом, который показывает расход газа.

Клапанные счетчики выпускают с пропускной способностью 6 и 25 м3 газа в 1 ч. Для учета расхода газа в количестве 25-1000 мг/ч применяют объемные ротационные счетчики с вращающимися поршнями.

Рис. 6. Объемный ротационный счетчик PC-100 1 — коробка шестерен; 2 — редуктор; 3 — счетный механизм; 4 — места заливки масла; 5 — корпус; 6 — контрольный кран; 7 — дифференциальный манометр

Рис. 7. Тягомер 1 — стеклянная колба со спиртом; 2 — стеклянная трубка; 3 — шкала; 4 — уровень; 5 — резиновая трубка

Принцип действия этого счетчика заключается в том, что поток газа, проходящий через него, приводит в движение в противоположных направлениях поршни-роторы. При вращении поршней происходит поочередное заполнение и опорожнение измерительных камер, образуемых стенками корпуса счетчика и вращающимися роторами. За каждый оборот роторов через счетчик проходят определенные количества газа. Ротационные счетчики выпускают с пропускной способностью 25, 100 и 600 м3 газа в 1 ч.

Существуют также и другие конструкции газовых счетчиков, так называемые скоростные, которые основаны на принципе протекания газа через суженное сечение газопровода; давление в суженном сечении будет меньше, чем до сужения, и образующийся перепад давлений используют для вычисления расхода газа.

Тягомер — прибор, предназначенный для измерения величины тяги (разрежения) в топке или газоходе котла перед шибером. В котельных, работающих на газовом топливе, применяют два вида тягомеров — жидкостный наклонный и мембранный.

Жидкостный наклонный тягомер резиновой трубкой присоединен к импульсной трубке, входящей в топку или газоход за котлом. Столбик подкрашенной воды или спирта перемещается по наклонной стеклянной трубке прибора и показывает измеряемое разрежение в мм вод. ст. Благодаря наклону трубки деления на шкале тягомера более крупные, чем в 17-образном манометре, которым невозможно производить замеры малых разрежений. Для точности показаний тягомер устанавливают по уровню. В случае крайней необходимости для контроля величины тяги временно можно использовать обыкновенный водяной манометр.

Мембранные тягомеры со шкалой 0-16 мм вод. ст. устанавливают в основном в крупных котельных.

Газоанализаторы — контрольные приборы, указывающие процентное содержание (по объему) углекислого газа С02 в отработанных газах. В котельных, преимущественно крупных, применяют электрические газоанализаторы, позволяющие непрерывно определять С02 в топочных газах по объему.

Министерство образования Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Манометры для измерения давления: выбор устройства, измеряющего давление газа и других сред, виды и установка

Манометр – это компактное механическое устройство для измерения давления.

Манометр. Виды

В зависимости от модификации оно может работать с воздухом, газом, паром или жидкостью. Существует много разновидностей манометров, по принципу снятия показаний давления в измеряемой среде, каждый из которых имеет свое применение.

Сфера использования

Манометры являются одним из самых распространенных приборов, которые можно встретить в различных системах:

  • Котлах отопления.
  • Газопроводах.
  • Водопроводах.
  • Компрессорах.
  • Автоклавах.
  • Баллонах.
  • Баллонных пневматических винтовках и т.д.

Внешне манометр напоминает невысокий цилиндр различного диаметра, чаще всего 50 мм, который состоит из металлического корпуса со стеклянной крышкой. Сквозь стеклянную часть просматривается шкала с отметками в единицах измерения давления (Бар или Па).

Сбоку в корпус входит трубка с внешней резьбой для ввинчивания в отверстие системы, в которой необходимо провести измерение давления.

При нагнетании давление в измеряемой среде газ или жидкость сквозь трубку прижимает внутренний механизм манометра, что приводит к отклонению угла стрелки, которая указывает на шкалу. Чем выше создаваемое давление, тем больше отклоняется стрелка. Цифра на шкале, на которой остановится указатель, и будет соответствовать давлению в измеряемой системе.

Манометры являются универсальными механизмами, которые могут применяться для измерения различных значений:

  • Избытка давления.
  • Вакуумного давления.
  • Разницы давлений.
  • Атмосферного давления.

Применение этих приборов позволяет контролировать различные технологические процессы и предотвращать аварийные ситуации.

Манометры предназначенные для эксплуатации в особых условиях могут иметь дополнительные модификации корпуса. Это может быть взрывозащищенность, устойчивость к коррозии или повышенной вибрации.

Разновидности манометров

Манометры используется во многих системах, где присутствует давление, которое должно находиться на четко заданном уровне.

Применение прибора позволяет вести за ним контроль, поскольку недостаточное или избыточное воздействие может навредить различным технологическим процессам. Кроме этого, превышение нормы давления является причиной разрыва емкостей и труб.

В связи с этим создано несколько разновидностей манометров рассчитанных под определенные условия работы.

Они бывают:

  • Образцовые.
  • Общетехнические.
  • Электроконтактные.
  • Специальные.
  • Самопишущие.
  • Судовые.
  • Железнодорожные.

Образцовый манометр предназначен для поверки другого подобного измерительного оборудования. Такие устройства определяют уровень избыточного давления в различных средах.

Подобные приборы оснащены особо точным механизмом, дающим минимальную погрешность. Класс точности у них составляет от 0,05 до 0,2.

Общетехнические применяются в общих средах, которые не замерзают в лед. Такие приборы имеют класс точности от 1,0 до 2,5. Они устойчивы к вибрации, поэтому могут устанавливаться на транспорте и системах отопления.


Электроконтактные предназначены специально для контроля и предупреждения о достижении верхней отметки опасной нагрузки, способной разрушить систему. Такие приборы используются с различными средами, такими как жидкости, газы и пары. Данное оборудование имеет встроенный механизм управления электроцепями.

При появлении избыточного давления манометр подает сигнал или механическим способом отключает снабжающее оборудование, нагнетающее давление. Также электроконтактные манометры могут включать специальный клапан, который сбрасывает давление до безопасного уровня. Такие приборы предотвращают аварии и взрывы на котельных.

Специальные манометры предназначены для работы с определенным газом. Такие приборы обычно имеют цветные корпуса, а не классические черные. Цвет соответствует газу, с которым может работать данный прибор.

Также на шкале применяется специальная маркировка. К примеру, манометры для измерения давления аммиака, которые обычно устанавливается в промышленных холодильных установках, окрашены в желтый цвет.

Подобное оборудование имеет класс точности от 1,0 до 2,5.

Самопишущие применяются в сферах, где требуется не только вести визуальный контроль за давлением системы, но и фиксировать показатели. Они пишут диаграмму, по которой можно просматривать динамику давления в любой промежуток времени. Подобные устройства можно встретить в лабораториях, а также на тепловых электростанциях, консервных заводах и прочих пищевых предприятиях.

Судовые включают широкий модельный ряд манометров, которые имеют защищенный корпус от атмосферного воздействия. Они могут работать с жидкостью, газом или паром. Имена их можно встретить на уличных газовых распределителях.

Железнодорожные манометры предназначены для контроля за избыточным давлением в механизмах, которые обслуживают рельсовый электротранспорт.

В частности, их применяют на гидравлических системах, передвигающих рельсы при разведении стрелы. Подобные устройства имеют повышенную стойкость к вибрации.

Они не только устойчиво переносят встряску, но при этом указатель на шкале не реагирует на механическое воздействие на корпус, точно отображая уровень давления в системе.

Разновидности манометров по механизму снятия показаний давления в среде

Манометры различаются и по внутреннему механизму, приводящему снятие показаний давления в системе, к которой подключаются. В зависимости от устройства они бывают:

  • Жидкостные.
  • Пружинные.
  • Мембранные.
  • Электроконтактные.
  • Дифференциальные.

Жидкостный манометр предназначен для измерения давление столба жидкости. Такие приборы работают по физическому принципу сообщающихся сосудов. Большинство устройств имеют видимый уровень рабочей жидкости, из которой они снимают показания.

Эти приборы одни из редко используемых. В связи с контактом с жидкостью их внутренняя часть пачкается, поэтому постепенно прозрачность теряется, и визуально определить показания становится сложно.

Жидкостные манометры были придуманы одними из самых первых, но еще встречаются.

Пружинные манометры самые часто встречаемые. Они имеют простую конструкцию, которая пригодна для ремонта. Пределы их измерения обычно составляют от 0,1 до 4000 Бар.

Непосредственно сам чувствительный элемент такого механизма представляет собой трубку овального сечения, которая под действием давления ужимается.

Давящая на трубку сила передается по специальному механизму на стрелку, которая проворачивается под определенным углом, указывая на шкалу с разметкой.

Мембранные манометры работают по физическому принципу пневматической компенсации. Внутри прибора имеется специальная мембрана, уровень прогиба которой зависит от воздействия создаваемого давлением. Обычно применяется две спаянных между собой мембран, образовывающих коробку. По мере изменения объема коробки чувствительный механизм отклоняет стрелку.

Электроконтактные манометры можно встретить в системах, которые автоматически контролируют давление и проводят его регулировку или сигнализируют о достижении критического уровня. В приборе имеется две стрелки, которые можно двигать.

Одна устанавливается на минимальное давление, а вторая на максимальное. Внутри прибора вмонтированы контакты электрической цепи. Когда давление достигает одного из критических уровней, проводится замыкание электроцепи.

В результате создается сигнал на пульт управлении или срабатывает автоматический механизм для экстренного сброса.

Дифференциальные манометры являются одними из самых сложных механизмов. Они работают по принципу измерения деформации внутри специальных блоков. Данные элементы манометра восприимчивы к давлению.

По мере деформации блока специальный механизм передает изменения на стрелку, указывающую на шкалу.

Движение указателя происходит до тех пор, пока перепады в системе не прекратятся и не остановятся на определенном уровне.

Класс точности и диапазон измерения

Любой манометр имеет технический паспорт, на котором указывается его класс точности. Показатель имеет цифровое выражение. Чем ниже цифра, тем прибор точнее. Для большинства приборов нормой является класс точности от 1,0 до 2,5.

Они применяются в тех случаях, когда небольшое отклонение не имеет особого значения. Самую большую погрешность обычно дают приборы, которые используют автомобилисты для измерения давления воздуха в шинах. Их класс нередко опускается до отметки 4,0.

Лучший класс точности имеют образцовые манометры, самые совершенные из них работают с погрешностью 0,05.

Каждый манометр рассчитан для работы в определенном диапазоне давления. Слишком мощные массивные модели не смогут зафиксировать минимальные колебания. Очень чувствительные устройства при избыточном воздействии выходят из строя или разрушаются, приводя к разгерметизации системы.

В связи с этим при выборе манометра следует обращать внимание на этот показатель. Обычно на рынке можно найти модели, которые способны фиксировать перепады давления в пределах от 0,06 до 1000 мПА.

Также существуют специальные модификации, так называемые тягомеры, которые предназначены для измерения разрежения давления до уровня -40 кПа.

Методика измерения давления и разности давлений. Правила и методы установки манометров

Погрешность измерения давления зависит от инструментальных погрешностей измерительных приборов, условий эксплуатации манометров, способов отбора давления и его передачи к приборам. При выборе пределов измерения манометра руководствуются значениями измеряемого давления и характером его изменений.

При стабильном измеряемом давлении его значение должно составлять 3/4 диапазона измерения прибора, а в случае переменного давления 2/3.

Для исключения возможности образования взрывоопасных и горючих смесей манометры, предназначенные для измерения давления таких газов, как кислород, водород, аммиак, окрашивают в соответствии со стандартом в голубой, темно-зеленый, желтый цвета.

Правила установки манометров на промышленных объектах, отбора давления и его передачи к приборам с помощью импульсных линий регламентируются внутриведомственными нормалями, которыми руководствуются при монтаже измерительных устройств. Ниже рассмотрены основные положения этих руководящих материалов.

Манометры показывающие и с дистанционной передачей показаний, как правило, устанавливаются вблизи точек отбора давления в месте, удобном для обслуживания.

Исключение составляют манометры, используемые для внутриреакторного контроля и контроля давления в устройствах, размещаемых на АЭС в зонах ограниченного доступа.

Современные серийные преобразователи давления нельзя размещать внутри активной зоны, поэтому они находятся на значительном расстоянии от точек отбора давления, что приводит к росту инерционности показаний приборов.

При этом необходимо учитывать, что наличие столба жидкости в импульсной линии создает систематическую погрешность показаний, которая будет иметь отрицательный или положительный знак в зависимости от того, находится манометр выше или ниже точки отбора давления. Импульсные линии дифманометров имеют большую длину, предельное значение которой составляет 50 м.

Отбор давления осуществляется с помощью труб, подсоединяемых к трубопроводу или внутреннему пространству объекта, где производится измерение давления. В общем случае трубка должна быть выполнена заподлицо с внутренней стенкой, чтобы у выступающей части не создавалось торможение потока.

При измерении давления или разности давлений жидких сред не рекомендуется отбор давления про-изводить из нижних и верхних точек трубопровода, с тем чтобы в импульсные линии не попадали шлам и газы, при газовых средах — из нижних точек трубопровода, чтоб в импульсные линии не попадал конденсат.

При измерении напоров и разрежений в газоходах, воздуховодах, пылепроводах часто возникает необходимость сглаживания пульсаций давления и отделения взвешенных частиц.

В циклоне взвешенные частицы сепарируются и периодически удаляются из него через отверстие 6. Для сглаживания пульсаций перед измерительным прибором устанавливаются дроссели. Длина линий от точки отбора давления до прибора должна обеспечивать охлаждение измеряемой среды до температуры окружающего воздуха.

С помощью кранов переключателей один напоромер или тягомер может подключаться к нескольким точкам отбора давления или разрежения.

Схема установки манометра 1 на трубопроводе представлена на рис. 2.

Для обеспечения возможности отключения манометра, продувки линии и подключения контрольного манометра используется трехходовой кран 2, при измерении давления свыше 10 МПа (100 кгс/см2), а также при контроле давления радиоактивного теплоносителя дополнительный запорный вентиль 3 устанавливается на выходе из трубопровода.

При измерении давления сред с температурой выше 70 °С трубка 4 сгибается кольцом, в котором вода охлаждается, а пар конденсируется. На АЭС продувка импульсных линий манометров и дифманометров, работающих с радиоактивными средами, осуществляется в специальную дренажную систему.

При измерении давления агрессивных, вязких и жидкометаллических сред для защиты манометров и дифманометров применяются мембранные и жидкостные разделители. Схема манометра с мембранным разделителем представлена на рис. 3.

Агрессивная среда подается под мембрану 7, нижняя часть которой и прилегающие стенки покрыты фторопластом. Пространство над мембраной 2 и внутренняя полость манометрической пружины тщательно заполнены кремнийорганической жидкостью.

Для того чтобы в процессе измерения давление над мембраной соответствовало измеряемому, необходимо, чтобы жесткость мембраны была намного меньше жесткости чувствительного элемента. При использовании жидкостных разделителей.

При измерении разности давлений подключение дифманометров должно быть произведено таким образом, чтобы среда, заполняющая импульсные линии, не создавала погрешностей из-за разности плотностей или высот столбов жидкостей в них. Линии не должны иметь горизонтальных участков, минимальный угол наклона должен быть не менее 5°. При измерении разности давлений воды и пара измерительные камеры дифманометров предварительно должны быть заполнены водой.

От правильности показаний манометров зависит не только экономичность работы технологических объектов, но во многих случаях и безопасность, в связи с этим манометры и другие приборы давления подвергаются периодическим поверкам.

Для большинства приборов межповерочный период составляет один год. Если приборы работают в условиях повышенной вибрации и температуры, то этот период может быть сокращен.

Поверка приборов осуществляется представителями метрологических служб.

Для проведения поверок рабочих приборов давления используются образцовые приборы и устройства, воспроизводящие давление. У грузопоршневых манометров эти функции могут быть совмещены. При поверке манометров, предназначенных для измерения давления химически активных газов, например кислорода, нельзя использовать грузопоршневые манометры, заполненные маслом.

Как выбрать манометр

В этой статье представлена информация о манометрах, чем руководствоваться при выборе, особенности их эксплуатации и прочее. Наряду с манометрами эта информация применима к вакуумметрам и мановакуумметрам. По тексту упоминаются только манометры, поскольку рекомендации по выбору и пр. для этих приборов одинаковы.

Манометр, вакуумметр и мановакуумметр – назначение приборов

Манометр – прибор, с помощью которого производят измерение избыточного и вакуумметрического давления сред в разных агрегатных состояниях. Измерение производится за счет деформации трубчатой пружины (трубка Бурдона), которая находится внутри корпуса.

Вакуумметр — прибор, с помощью которого производят измерение разряжения рабочей среды. Давление позволяет контролировать чувствительный элемент прибора – трубчатая пружина. Стандарты шкалы вакуумметра от – 1..0 атм. Шкала всегда отрицательная, т. к. вакуумметры измеряют разряжение. Производится измерение давления ниже атмосферного.

Мановакуумметр — это прибор, с помощью которого производят измерение избыточного давления и разряжения рабочей среды. Механизм, позволяющий производить измерение – деформация трубчатой пружины. Мановакуумметры перекрывают область вакуума и избыточного давления.

Отличие приборов:
Манометр измеряет только положительное давление, вакуумметр измеряет только отрицательное давление, мановакуумметр – как отрицательное, так и положительное.

Благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости в промышленности и сфере жилищно-коммунального хозяйства наиболее распространены манометры с трубкой Бурдона.

Виды манометров

В зависимости от специализации предприятия возникает потребность в измерении различных сред. Для этой цели разработаны манометры разного назначения.

Технические манометры – наиболее распространены для измерения избыточного давления
сред (воды, воздуха, газа). Широко применяются на промышленных предприятиях и в сере ЖКХ. Технический манометр подходит, если прибор не планируется применять в специфических условиях.

Виброустойчивые – манометры данного вида применяют в условиях повышенной вибрации. Устройство позволяет компенсировать вибрационную среду за счет особой конструкции. Широко применяют на насосных станциях, компрессорных установках, автотранспорте, судах и ж/д транспорте.

Коррозионностойкие манометры – приборы для измерения контроля давления в условиях агрессивных сред. Детали манометра изготовлены из нержавеющей стали, устойчивой к воздействию сред.

Манометры точных измерений или образцовые манометры – обладают более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4; 0,6). Применяют в качестве эталона при поверке и калибровке приборов для измерения давления, а также с их помощью измеряют давление технологических линий, для которых нужна повышенная точность измерения.

Манометры аммиачные – применяют для измерения вакууметрического давления в агрессивных средах, в том числе для аммиака. Применяют для систем хладоснабжения. Данный тип манометров изготовлен на основе коррозионностойких, только с измененным циферблатом.

Манометры электроконтактные — это приборы с электроконтактной группой. Предназначенные для коммутации контактов в системах автоматизации. Прибор осуществляет управление электрическими цепями от устройства, которое подает сигнал, путем замыкания и размыкания электрических цепей при достижении определенного предела давления.

Железнодорожные манометры – данный вид манометров предназначен для измерения и контроля давления, в системах (тормозных и пр.) и установках подвижного ж/д состава, метрополитена и трамваев и для измерения давления в холодильных машинах в вагонах-рефрижераторах.

Что нужно учесть при выборе манометра?

Параметры, которые важно учитывать при покупке прибора. Эта информация необходима в том случае если у Вас нет точной марки прибора, или нужная Вам модель не доступна, и необходимо правильно подобрать аналог.

Параметр диапазона измерения

Это наиболее важный параметр. Стандартный ряд диапазонов давления манометров: 0-1, 0-1.6, 0-2.5, 0-4, 0-6, 0-10, 0-16, 0-25, 0-40, 0-60, 0-100, 0-160, 0-250, 0-400, 0-600, 0-1000 кгс/см2

1кгс/мс2=0,980665 бар=0,0980665 МПа=98,0665 кПа.

Стандартный ряд диапазонов давления мановакуумметров:
-1..+0.6, -1..+1.5, -1..+3, -1..+5, -1..+9, -1..+15, -1..+24 кгс/см2=бар=атм=0.1Мпа=100кПа

Стандартный ряд диапазонов давления вакуумметров:
-1..0 кгс/см2=бар=атм=0.1Мпа=100кПа.

Если Вы сомневаетесь, с какой шкалой прибор нужен для Ваших целей, при выборе диапазона главный фактор – попадание рабочего давления в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы измерения.

Выбирая диапазон шкалы, нужно знать, что рабочее давление должно попадать в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы измерения. Чтобы обеспечить стабильную работу, следует покупать прибор со шкалой 0-10 атм, т.к давление 5.5атм попадает в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы 3.3 атм и 6.6 атм соответственно.

При условии, что давление менее 1/3 шкалы, значительно возрастает погрешность измерения давления. При условии, когда измеряемое давление более 2/3 шкалы, прибор работает в перегруженном режиме, что влечет за собой сокращение срока службы манометра.

Параметр класса точности

Показывает допустимый процент погрешности результатов измерения прибора от шкалы измерения.

Существует стандартный ряд классов точности для манометров: 4, 2.5, 1.5, 1, 0.6, 0.4, 0.25, 0.15.
Можно рассчитать погрешность манометра самостоятельно. Например, если Ваш прибор на 10 атм и имеет класс точности 1.5, допустимая погрешность – 1.5% от шкалы измерения (0.15 атм).

В случае, если погрешность Вашего манометра превышает это значение, прибор подлежит замене. Без специального оборудования установить, что прибор неисправен, невозможно. Установить несоответствие класса точности может только специализированная организация, которая имеет поверочную установку с манометром высокого класса точности, являющимся эталоном.

Проблемный манометр и эталонный прибор подсоединяются к линии с давлением, после чего сравнивают показатели.

Параметр диаметра манометра

Этот параметр важен для приборов, имеющих круглый корпус.
Стандартные диаметры: 40, 50, 63, 80, 100, 150, 160, 250 мм.

Расположение штуцера

Возможны два варианта. Радиальное расположение – присоединительный штуцер выходит из манометра снизу.

Торцевое – штуцер расположен сзади, с тыльной части прибора.

Присоединительная резьба

Для манометров наиболее характерны метрическая и трубная виды резьбы. Существует стандартный ряд видов резьбы: М10х1, М12х1.5, М20х1.5, G1/8,G1/4, G1/2.

Для приборов импортного производителя характерна трубная резьба. Для отечественных манометров – метрическая.

Межповерочный интервал

Срок, по истечению которого нужно производить поверку манометра называют межповерочным интервалом. Новые приборы имеют первичную заводскую поверку. Об этом свидетельствует клеймо поверителя, расположенное на циферблате или на крпусе манометра, и отметка в паспорте. Первичная поверка бывает на 1 или 2 года.

Для манометров, которые используются в личных целях, поверка не критична, поэтому можно выбирать любой манометр. Для ведомственных объектов – заводов, топочных, тепловых пунктов и пр.

по истечению срока первичной поверки, манометр подлежит переповерке в центре стандартизации и метрологии, или в специализированных организациях, имеющих лицензию на поверку, и соответствующее оборудование. Следует знать, что переповерка как правило, стоит дороже, чем покупка нового прибора, или равна ей.

Кроме того, к сумме добавляется оплата за сдачу прибора. Если манометр не проходит повторную поверку, придется также заплатить за ремонт и за последующую поверку.

Исходя из вышесказанного, рекомендуется:

  1. Приобретать манометр, у которого первичная поверка на 2 года.
  2. Прежде, чем отдать прибор на переповерку, посчитайте все расходы, и оцените, выгодное ли это мероприятие. В расчет входит стоимость переповерки, и оплата ремонта в случае необходимости. Например, если система подвергалась гидравлическим ударам от пульсации среды, то по истечению 2 лет службы, как правило, 50% манометров не проходят переповерку.

Условия эксплуатации манометров

Если эксплуатация прибора предполагает особые воздействия на манометр, такие как: работа с вязкими веществами, воздействие агрессивных сред, работа в условиях высокой вибрации, в условиях высоких (более +100С) и низких (менее -40С) температур, нужно использовать специализированный прибор, предназначенный для работы в соответствующих условиях.

Перевод единиц давления манометров

Зачастую существует необходимость измерять давление в нестандартных единицах. При покупке небольшого количества манометров заводы не будут перестраивать шкалу под необходимые Вам единицы измерения. В этом случае полезно знать, как перевести единицы измерения самому.
1кгс/см2=10.000кгс/м2=1бар=1атм=0.1Мпа=100кПа=100.000Па=10.000мм.вод.ст.=750мм. рт. ст.= 1000мБар

Что нужно знать для установки манометров?

Чтобы произвести установку манометра необходимо использовать дополнительное оборудование. Для установки на трубу применяют трехходовые краны и игольчатые вентили. С целью защиты приборов применяют демпферные блоки, мембранные разделители, а также петлевые отборные устройства.


Трехходовой кран под манометр

С помощью трехходового шарового или пробкового крана производят подключение прибора к оборудованию, в частности к трубопроводу. Можно также устанавливать двухходовой кран, в котором предусмотрен ручной сброс давления, при отключении прибора.

Не стоит использовать стандартные шаровые краны, поскольку после его закрытия, механизм прибора продолжает оставаться в течение какого-то времени под давлением среды, в результате чего он может преждевременно выйти из строя. При давлении до 25 кгс/см2 это наиболее распространенный вид соединения.

Если давление высокое – нужно использовать игольчатые вентили. Нужно учитывать, приобретая кран, соответствие резьбы манометра и резьбы крана.

Демпферный блок

Демпферный блок необходим, чтобы гасить пульсацию измеряемой среды. Его устанавливают перед манометром.

Резкое и частое изменение давления измеряемой среды создает пульсацию, которую необходимо гасить, чтобы измерить давление среды.

Пульсацию в трубопроводе создают насосы, в которых не предусмотрено устройство плавного спуска, а также установка большого количества шаровых кранов и дисковых затворов, открытие которых создает гидравлические удары.

Разделители сред мембранные

Мембранные разделители сред – защитное устройство, назначение которого предохранять механизм прибора от попадания в измеряемую среду агрессивных, абразивных и кристаллизующихся сред. Выбирая это дополнительное устройство, нужно, чтобы резьба манометра и мембранного разделителя совпадала.

Блок клапанный игольчатый

С его помощью подключают к технологическому оборудованию датчики избыточного, абсолютного давления, давления-разрежения, манометров.

Этот блок дает возможность производить дренаж импульсной линии, а также сбрасывать давление перед демонтажем прибора.

Используя клапанный игольчатый блок, можно подключать метрологическое оборудование для контроля, не производя отключение датчика от измеряемой среды.

Правила, которым нужно следовать при установке манометров:

  1. Производить подключение манометра к системе необходимо при отсутствии давления в трубопроводе.
  2. При установлении прибора, циферблат должен быть ориентирован вертикально.
  3. Вращение прибора нужно осуществлять за штуцер с использованием гаечного ключа.
  4. Недопустимо применять усилие к корпусу прибора.

Особенности эксплуатации манометров

Во время использования прибора, для того чтобы не сокращался срок службы манометра, следует соблюдать правила эксплуатации.

Это соблюдение температурного режима, допустимого давления, вибрационных нагрузок, не использование работы с агрессивными, вязкими и кристаллизующимися средами для приборов не предназначенных для этого.

Одно из наиболее важных требований – обеспечение плавной подачи давления на прибор
В случае, если прибор подобран соответственно условиям работы и не нарушаются правила его эксплуатации, проблем в его функционировании, как правило, не возникает.

Работа манометра не допускается в случае:

  1. Во время подачи давления стрелка на приборе не двигается или движется скачками.
  2. Есть повреждение стекла прибора.
  3. После прекращения воздействия давления среды стрелка не возвращается к нулевой отметке.
  4. Превышается допустимое значение погрешности при измерении.

Существует два вида поверки прибора

Первичная – поверка, проводимая заводом изготовителем перед тем, как прибор пускают в продажу. Об этом свидетельствует клеймо на стекле или на корпусе прибора и соответствующая отметка в паспорте манометра. Первичную поверку признают контролирующие организации и прибор разрешено эксплуатировать до окончания срока поверки, указанного в паспорте (1-2 года).

Переповерка прибора. После окончания срока первичной поверки, необходима переповерка манометра. Прибор, подлежащий переповерке должен быть исправен.

Иначе он не пройдет переповерку и деньги, затраченные на эту процедуру, будут потрачены впустую.

Перепроветка прибора производится специализированными организациями, имеющими соответствующее оборудование и лицензию, а также городскими центрами стандартизации и метрологии.

Компания УАМ является производителем манометров следующих видов: технические, аммиачные, электроконтактные, виброустойчивые, для агрессивных сред, точных измерений, железнодорожные, которые являются аналогами приборов, выпускаемых ведущими производителями.

Аналоги нашей компании не уступают в качестве ведущим производителям высокоточных приборов данного направления товаров.
Вы можете ознакомиться с технической характеристикой приборов и сравнить показатели разных видов манометров в сводной таблице приборов.

Манометры — типы и классификация

Измерение давления широко используется во многих технологических процессах. Этот вид измерений необходим для безопасной работы установок, учёта расхода жидкостей и т.д. Современные приборы измерения давления обеспечивают точное определение давления в различных средах, в том числе агрессивных.

Один из самых известных и распространённых приборов для измерения давления – манометр. В общем случае манометр – это измерительный прибор или установка для измерения давления или разности давлений. Его характеризуют класс точности 0,2; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 (меньше – точнее) и пределы измерения. В зависимости от вида давления, которое измеряет манометр, различают:

  • манометры абсолютного давления измеряют абсолютное давление, т.е. которое отсчитывается от абсолютного нуля;
  • манометры положительного избыточного давления измеряют избыточное давление;
  • вакуумметры измеряют давление существенно ниже атмосферного (вакууметрическое). Используются такие манометры в вакуумной технике для измерения давления в разреженных средах;
  • барометры измеряют атмосферное давление; — дифференциальные манометры (дифманометры) измеряют разность давлений; — мановакуумметры измеряют положительное и отрицательное избыточное давление;
  • микроманометры измеряют разницу давлений, значения которых близки между собой.

Выделяют следующие виды манометров:

Общетехнические, общепромышленные, рабочие манометры

Самая обширная и востребованная категория манометров. Манометры общетехнические измеряют избыточное и вакуумметрическое давление неагрессивных и некристаллизующихся жидкостей, газов и пара. Эти приборы устойчивы к воздействию вибраций, возникающих при работе промышленного оборудования. Классы точности 1; 1,5; 2,5.

К общетехническим относятся манометры котловые для работы в системах теплоснабжения. В группу общетехнических манометров входят также манометры цифровые, отображающие результаты измерений на цифровом табло, имеющие цифровые и токовые выходы.

Применяются в производственных процессах, теплоэнергетике, при транспортировании жидкостей и газов, в механизированных установках.

Образцовые манометры

Манометры образцовые используются для поверки измерительных приборов и измерения избыточного давления жидкостей и газов с повышенной точностью.

Они имеют высокий класс точности: грузопоршневые манометры — 0,05; 0,2; пружинные манометры — 0,16; 0,25; 0,4.

Высокая точность измерения давления достигается за счёт конструктивных особенностей и поверхности зубчатого зацепления в передаточном механизме с особо чистой обработкой.

Электроконтактные манометры

Манометры электроконтактные используются для контроля и сигнализирования о пороговых значениях давлений.

Манометры данного вида измеряют избыточное и вакуумметрическое давление неагрессивных и некристаллизующихся жидкостей, газов и пара и дискретно управляют внешними электрическими цепями при превышении порогового значения.

Коммутирование управляющего механизма выполняется стандартной контактной группой либо оптопарой. Промышленностью выпускаются манометры электроконтактные взрывозащищённые.

Специальные манометры

Специальные манометры предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления газов (аммиака, кислорода, ацетилена, водорода). Применяются в различных отраслях промышленности и техники. Специальный манометр измеряет давление только одного вида газа.

Для различения манометров на их шкале указывается название газа, корпус окрашивается в определённый цвет, в обозначении манометров используется соответствующая литера. Например, манометры аммиачные имеют корпус жёлтого цвета, коррозионостойкое исполнение, в обозначении есть буква А.

Классы точности такие же, как у манометров общетехнических.

Самопишущие манометры

Манометры самопишущие измеряют и непрерывно записывают на диаграммной бумаге измеряемое давление (от одного до трёх значений одновременно). Предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления неагрессивных сред. Используются в промышленности, энергетике.

Судовые манометры

Манометры судовые измеряют избыточное и вакуумметрическое давление жидкостей (дизельное топливо, масло, вода), водяного пара и газов. Имеют повышенную влагопылезащиту, виброустойчивость, устойчивы к климатическим воздействиям. Используются на речном и морском транспорте.

Железнодорожные манометры

Манометры железнодорожные измеряют избыточное и вакуумметрическое давление сред (вода, топливо, масло, воздух, хладоны) в системах и установках подвижного состава рельсового электротранспорта.

В отличии от манометров, датчики и преобразователи давления не измеряют, а преобразовывают давление в сигнал другого вида (унифицированный электрический, пневматический, цифровой). Для преобразования используются различные методы (ёмкостный, резистивный, резонансный и т.д.) Датчики измеряют избыточное, вакуумное, абсолютное и дифференциальное давление, давление-разрежения, гидростатическое.

Датчики (преобразователи) давления характеризуются пределами измерений, частотным диапазоном, точностью измерений, массогабаритными показателями. Датчики давления ДМ5007 выпускаются с цифровым индикатором, в искро- и взрывобезопасном исполнении. Они имеют высокую надёжность, чувствительность и обеспечивают высокую точность измерений.

Преобразователи давления серии Сапфир-22МПС имеют встроенный цифровой индикатор, унифицированный электронный блок. Для измерения давления используется тензопреобразователь, сопротивление которого изменяется при деформации чувствительного элемента от воздействия измеряемого давления.

Электрический сигнал от тензопреобразователя передаётся в электронный преобразователь и далее на выходе в виде унифицированного токового сигнала.

Система термокомпенсации и микропроцессорной обработки сигнала, применённые в Сапфир-22МПС, повысили точность измерений, упрощают установку «нуля», «диапазона измерения» и установку пределов измерений внутри поддиапазонов.

Преобразователи давления широко применяются в системах автоматики и управления технологическими процессами, на объектах нефтяной, газовой, химической промышленности и атомной энергетики.

Работа манометрического термометра основана на зависимости между температурой и давлением среды (жидкости, газа) в замкнутой термосистеме. Манометрические термометры используют в технологических процессах для измерения температуры жидкостей и газов.

В зависимости от типа рабочего тела (конденсат или газ) манометрические термометры делят на конденсационные и газовые. Термометры конденсационного типа маркируются ТКП, например, ТКП-160Сг-М2.

Электроконтактные манометрические термометры имеют сигнальные стрелки, задающие верхний и нижний пороги срабатывания.

При достижении температуры любого из порогов, происходит замыкание или размыкание электроконтактной (сигнальной) группы.

Данная особенность, позволяющая сигнализировать о предельной температуре в системе, позволила назвать термометры этого типа электроконтактными или сигнализирующими. К ним относится манометрический термометр ТКП-100Эк.

Виды манометров и принцип работы

При проектировании и эксплуатации систем отопления наиболее важным показателем и параметром является давление теплоносителя. При нормальном давлении, находящемся в пределах гидравлического графика, рабочий процесс идет без нарушений, теплоноситель доходит до самых отдаленных точек системы отопления.

При превышении давления выше критической точки возникает опасность разрыва трубопроводов. При понижении давления ниже допустимого возникает угроза кавитации – образования пузырьков воздуха, приводящих к коррозии и разрушению трубопроводов. Для того, чтобы удерживать показатели давления на требуемом уровне, нужно постоянно за ними наблюдать.

Именно для этого и применяются манометры – приборы, которые это самое давление измеряют.

Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования.

ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ:

  • Атмосферное (барометрическое) давление – давление, создаваемое массой воздушного столба земной атмосферы.
  • Абсолютное давление – полное давление с учетом давления атмосферы, отсчитываемое от абсолютного нуля.
  • Избыточное давление – разность между абсолютным и барометрическим давлениями.
  • Вакуум (разрежение) – разность между барометрическим и абсолютным давлениями.
  • Дифференциальное давление – разность двух измеряемых давлений, ни одно из которых не является давлением окружающей среды.

По виду измеряемого давления манометры подразделяют на:

  • манометры избыточного давления,
  • манометры абсолютного давления,
  • барометры,
  • вакуумметры,
  • мановакуумметры – для измерения избыточного и вакуумметрического давления;
  • напоромеры – манометры малых избыточных давлений (до 40 кПа);
  • тягомеры – вакуумметры с верхним пределом измерения до 40 кПа;
  • дифференциальные манометры – средства измерений разности давлений.

Общий принцип действия манометров основан на уравновешивании измеряемого давления некоторой известной силой. По принципу действия манометры подразделяют на:

  • жидкостные манометры;
  • пружинные манометры;
  • мембранные манометры;
  • электроконтактные манометры (ЭКМ);
  • дифференциальные манометры.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЖИДКОСТНОГО МАНОМЕТРА

В жидкостных манометрах измеряемое давление или разность давлений уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости.

В приборах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом.

Большинство жидкостных манометров имеют видимый уровень рабочей жидкости, по положению которого определяется значение измеряемого давления. Эти приборы используются в лабораторной практике и в некоторых отраслях промышленности.

Существует группа жидкостных дифманометров, в которых уровень рабочей жидкости непосредственно не наблюдается. Изменение последнего вызывает перемещение поплавка или изменение характеристик другого устройства, обеспечивающих либо непосредственное показание измеряемой величины с помощью отсчетного устройства, либо преобразование и передачу ее значения на расстояние.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННОГО МАНОМЕТРА

Наиболее широкое применение среди приборов для измерения давления нашли пружинные манометры. Их достоинства в том, что они просты по конструкции, надежны и пригодны для измерения давления среды в широком диапазоне от 0,01 до 400 МПа (от 0,1 до 4000 бар).

Упругие чувствительные элементы деформационных манометров:

  • а — трубчатые пружины;
  • б — сильфоны;
  • в, г — плоские и гофрированные мембраны;
  • д — мембранные коробки;
  • е — вялые мембраны с жестким центром

Чувствительным элементом пружинного манометра является полая изогнутая трубка эллипсоидного или овального сечения, деформирующаяся под действием давления. Один конец трубки запаян, а второй соединен со штуцером, через который соединяется со средой, в которой измеряется давление.

Закрытый конец трубки соединен с передаточным механизмом, смонтированным на стойке, который состоит из поводка, зубчатого сектора, шестеренки с осью и стрелки манометра. Для устранения мертвого хода между зубцами сектора и шестеренки служит спиральная пружина.

Шкала проградуирована в единицах давления (паскаль или бар) и стрелка показывает непосредственную величину избыточного давления измеряемой среды. Механизм манометра помещен в корпус.

Измеряемое давление поступает внутрь трубки, которая под действием этого давления стремится распрямиться, так как площадь наружной поверхности больше площади поверхности внутренней.

Перемещение свободного конца трубки через передаточный механизм передается стрелке, которая поворачивается на определенный угол. Между измеряемым давлением и деформацией трубки существует прямолинейная зависимость и стрелка, отклоняясь относительно шкалы манометра, показывает величину давления.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МЕМБРАННОГО МАНОМЕТРА

Принцип действия мембранного манометра основан на пневматической компенсации, где сила развиваемая измеряемым давлением уравновешивается силой упругости мембранной коробки.

Чувствительный элемент прибора состоит из двух спаянных между собой мембран образующих мембранную коробку 1. Измеряемое давление через штуцер подводится к внутренней полости коробки. Под действием разности атмосферного и измеряемого давления коробка изменяет свой объем, что вызывает перемещение жёсткого центра верхней мембраны которая через поводок 2 и рычаг 3 перемещает стрелку прибора 4.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО МАНОМЕТРА

Электроконтактные манометры (ЭКМ) применяют в системах автоматического контроля, регулирования и сигнализации.

В две специальные стрелки, устанавливаемые на минимальное и максимальное давление в пределах шкалы, вмонтированы контакты электрической цепи.

При достижении подвижной стрелки одного из контактов цепь замыкается, что вызывает подачу сигнала либо соответствующее действие системы, в которую подключен манометр.

1 — указательная стрелка; 2 и 3 — электроконтактные уставки; 4 и 5 — зоны замкнутых и разомкнутых контактов соответственно; 6 и 7 — объекты воздействия.

  • Исполнение 1 — одноконтактная на замыкание;
  • Исполнение 2 — одноконтактная на размыкание;
  • Исполнение 3 — двухконтактная на размыкание-размыкание;
  • Исполнение 4 — двухконтактная на замыкание-замыкание;
  • Исполнение 5 — двухконтактная на размыкание-замыкание;
  • Исполнение 6 — двухконтактная на замыкание-размыкание.
  • Электрический манометр имеют типовую схему функционирования, которая может быть проиллюстрирована на рис.а). При увеличении давления и достижении им определённого значения указательная стрелка 1 с электрическим контактом входит в зону 4 и замыкает с помощью базового контакта 2 электрическую цепь прибора. Замыкание цепи, в свою очередь, приводит к вводу в работу объекта воздействия 6.
  • Электроконтактные манометры на микровыключателях: виброустойчивые (жидконаполненные), промышленные, в нержавеющем корпусе, коррозионностойкие с плоской мембраной или трубчатой пружиной.
  • Электроконтактные манометры с магнитомеханическими контактами: коррозионностойкие с плоской или трубчатой мембраной, промышленные.
  • Электроконтактные манометры взрывозащищённые: с взрывонепроницаемой оболочкой из нержавеющей стали или сплава алюминия, а также используемые для малых давлений.
  • Дифференциальные мембранные манометры применяются для измерения перепада давления в газовых фильтрах или в сужающих устройствах расходомеров.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МАНОМЕТРА

В большинстве манометров технология определения и расчета данных базируется на деформационных процессах в специальных измерительных блоках, например, в сильфонном. Этот элемент выступает индикатором, воспринимающим перепады давления.

Блок становится и преобразователем разности в показателях давления – пользователь получает информацию в виде перемещения стрелки указателя на приборе. Кроме того, данные могут быть представлены в Паскалях, охватывая весь измерительный спектр.

Такой способ отображения информации, к примеру, обеспечивает дифференциальный манометр Testo 510, который в процессе измерения избавляет пользователя от необходимости держать его в руке, так как на задней стороне прибора предусмотрены специальные магниты.

Сильфонный дифманометр типа ДС:

а — схема сильфонного блока; б — внешний вид; 1 — рабочий сильфон; 2 — кремний органическая жидкость; 3 — внутренняя полость сильфона; 4 — шток; 5 — пружины; 6 — неподвижный стакан; 7 — рычаг; 8 — тореной; 9 — ось; 10 — резиновые кольца; 11 — гофры; 12, 13 — вентили запорные и уравнительный

В механических же устройствах главным индикатором служит расположение стрелки, контролируемое рычажной системой. Движение указателя происходит до момента, пока перепады в системе не перестанут оказывать воздействие определенной силы.

Классический пример данной системы показывает дифференциальный манометр ДМ серии 3538М, который обеспечивает пропорциональное преобразование дельты (разности давления) и предоставляет результат оператору в виде унифицированного сигнала.

Приборы для измерения давления

Все приборы, измеряющие давление, классифицируются по нескольким критериям:

По роду измеряемого давления: манометры, вакууметры, мановакуумметры, напоромеры, микроманометры, тягомеры, тягонапоромеры, барометры, дифманометры.

Манометры — это приборы, служащие для измерения избыточного либо абсолютного давления (разности давлений). «Ноль» манометра избыточного давления находится на уровне атмосферного давления воздуха.

Вакуумметры нашли применение для измерения давления разреженных газов.

Мановакуумметр позволяет определять избыточное давление и разрежение газа.

Напоромерами измеряют небольшое избыточное давление (не более 40кПа), тягомерами — небольшое вакуумметрическое.

Дифманометры определяют разность давлений в двух точках.

Микроманометры — дифманометры для определения малых разностей давлений.

Барометрами определяют атмосферное давление воздуха.

По принципу действия : жидкостные, деформационные (пружинные, сильфонные, мембранные), грузопоршневые, электрические и другие приборы.

Жидкостные манометры состоят из сообщающихся сосудов, давление определяется по одному либо нескольким уровням. У деформационных манометров давление определяется по деформации или упругой силе деформирующегося элемента – пружины, мембраны, сильфона. В грузопоршневых манометрах искомое значение давления определяется путем уравновешивания массы грузов и поршня. Электрические манометры работают на первичных преобразователях давления.

По назначению: общетехнические для измерения давления в технологических процессах и эталонные для поверки.

По классу точности : от 0,4 до 4,0. Этот показатель характеризует погрешность измерения прибора.

По особенностям измеряемой среды : общетехнические, коррозионно-стойкие, виброустойчивые, специальные, кислородные, газовые.

Специальные манометры применяются для вязких и кристаллизующихся веществ, а также таких веществ, которые содержат твердые частицы.

Помимо вышеперечисленного приборы для измерения давления отличаются по пределу (диапазону) измерений, степени защиты от воды (восемь степеней), по виду защиты от внешних предметов (шесть степеней), по степени устойчивости к вибрациям, по степени устойчивости к влажности и температуре (11 групп).

Манометры и мановакуумметры рассчитаны на то, чтобы выдерживать кратковременную перегрузку.

На циферблате прибора маркируется разметка шкалы, единицы измерения давления, знак минуса для вакуумметрического давления, монтажное положение прибора, класс точности, наименование/обозначение среды, знак Госреестра, товарный знак завода-изготовителя.

Примеры использования электроконтактных манометров в электрических схемах смотрите здесь: Автоматизация насосов и насосных станций

Манометры для измерения избыточного, разряженного давления. Виды манометров. Специальные приборы для работы с горючими газами.

Приборы измерения давления газов и жидкостей

Манометры используются на всех промышленных и производственных объектах, где необходимо знать и контролировать уровень давления газов или жидкостей. По назначению, эти приборы могут быть общетехническими, специальными или эталонными. По конструкционным особенностям выделяют жидкостные, поршневые, деформационные устройства.

Объектом измерения и контроля может выступать как избыточное давление, так и разряжённая среда газа. Такие метрологические устройства, как манометры, вакуумметры и мановакуумметры отличаются, в первую очередь, установленными пределами измерений. Рассмотрим более подробно технические особенности этих приборов.

Особенности использования и тех. характеристики манометров

Манометры применяют для контроля избыточного давления. В основе его работы лежит возможность уравновешивания давления при помощи силы деформации пружины, один конец которой закреплён, а второй связан с механизмом, передающие колебания чувствительного элемента движению стрелки. Диапазон измерения давления для различных манометров может колебаться от 0 до 100 МПа. Эти метрологические устройства могут иметь различный класс точности. Для рабочих приборов уровень допустимых погрешностей обозначается цифрами от 0,15 до 4. При этом более высокой точности соответствует меньшее число.

Вакуумметры – это те же манометры, но предназначенные для измерения разряжённой среды. В зависимости от принципа действия существуют такие типы устройств:

  • классические;
  • ёмкостные;
  • терморезисторные;
  • термопарные;
  • ионизационные.

Диапазон возможных измерений зависит от типа прибора. Так, например, классические вакуумметры определяют давление от 10 до 100000 Па, ёмкостные от 1 до 1000 Па, а компрессионные от 0,001 Па.

Мановакууметры способны определять как избыточное, так и отрицательное давление. Большинство приборов работает в диапазоне от -0,1 до 2,4 МПа. На устройстве имеется измерительная шкала с положительными и отрицательными значениями.

Использование специальных манометров для измерения давления газов

Для определения давления таких газов, как ацетилен, пропан, кислород используются специальные манометры, исключающих возможность возгорания или взрыва в процессе эксплуатации. Так, например, кислородные манометры не содержат никакой масляной смазки. Их циферблат окрашивается в голубой цвет и ставиться обозначение кислорода. Приборы для измерения давления ацетилена, не содержат медных деталей, так как медь может вступить во взрывоопасную реакцию с этим газом. Корпус такого изделия окрашивается в белый цвет.

Особые требования предъявляются к метрологическим устройствам, которые контактируют и с другими агрессивными средами. Так, манометры, которые измеряют давление водорода, окрашиваются в зелёный цвет. Приборы, работающие с аммиаком в жёлтый. Для других взрывоопасных газов предусмотрена маркировка красного цвета.

Добавить комментарий